JP2011187234A - Nonaqueous electrolyte and nonaqueous electrolyte secondary battery using the same - Google Patents

Nonaqueous electrolyte and nonaqueous electrolyte secondary battery using the same Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electrolyte for a nonaqueous electrolyte secondary battery enhancing initial efficiency and low temperature discharge characteristics, and suppressing the amount of gas generation after high temperature storage. <P>SOLUTION: A nonaqueous electrolyte contains a fluorine substitution ether represented by chemical formula (1), and a monofluorophosphate and/or a difluorophosphate. In the formula, Rf<SB>1</SB>represents a hydrogen atom, a fluorine atom, an alkyl group in which at least a part of hydrogen atoms is replaced by a fluorine atom, or an alkoxy alkyl group in which at least a part of hydrogen atoms is replaced by a fluorine atom; Rf<SB>2</SB>represents an alkyl group in which at least a part of hydrogen atoms other than one hydrogen atom bonded with a terminal carbon atom is replaced by a fluorine atom or an alkoxy alkyl group in which at least a part of hydrogen atoms may be replaced by a fluorine atom. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、非水系電解液、及びそれを用いた非水系電解液二次電池に関するものである。   The present invention relates to a non-aqueous electrolyte and a non-aqueous electrolyte secondary battery using the same.

携帯電話機、ノート型パーソナルコンピュータ等の携帯用電子機器の急速な進歩に伴い、その主電源やバックアップ電源に用いられる電池に対する高容量化への要求が高くなっており、ニッケル・カドミウム電池やニッケル・水素電池に比べてエネルギー密度の高いリチウムイオン二次電池等の非水系電解液二次電池が注目されている。
リチウムイオン二次電池の電解液としては、LiPF6、LiBF4、LiN(CF3SO22、LiCF3(CF23SO3等の電解質を、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート等の高誘電率溶媒と、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、エチルメチルカーボネート等の低粘度溶媒との混合溶媒に溶解させた非水系電解液が代表例として挙げられる。
With the rapid progress of portable electronic devices such as mobile phones and notebook personal computers, there is an increasing demand for higher capacities for batteries used for the main power source and backup power source, such as nickel cadmium batteries and nickel Non-aqueous electrolyte secondary batteries such as lithium ion secondary batteries having a higher energy density than hydrogen batteries have attracted attention.
As an electrolyte for a lithium ion secondary battery, an electrolyte such as LiPF 6 , LiBF 4 , LiN (CF 3 SO 2 ) 2 , LiCF 3 (CF 2 ) 3 SO 3 , or a high dielectric constant such as ethylene carbonate or propylene carbonate is used. A typical example is a non-aqueous electrolyte solution dissolved in a mixed solvent of a solvent and a low-viscosity solvent such as dimethyl carbonate, diethyl carbonate, or ethyl methyl carbonate.

また、リチウムイオン二次電池の負極活物質としては主にリチウムイオンを吸蔵・放出することができる炭素質材料が用いられており、天然黒鉛、人造黒鉛、非晶質炭素等が代表例として挙げられる。更に高容量化を目指してシリコンやスズ等を用いた金属又は合金系の負極も知られている。正極活物質としては主にリチウムイオンを吸蔵・放出することができる遷移金属複合酸化物が用いられており、遷移金属の代表例としてはコバルト、ニッケル、マンガン、鉄等が挙げられる。   In addition, as a negative electrode active material of a lithium ion secondary battery, a carbonaceous material capable of occluding and releasing lithium ions is mainly used, and natural graphite, artificial graphite, amorphous carbon, etc. are listed as representative examples. It is done. Furthermore, metal or alloy negative electrodes using silicon, tin or the like for increasing the capacity are also known. As the positive electrode active material, a transition metal composite oxide capable of mainly inserting and extracting lithium ions is used, and representative examples of the transition metal include cobalt, nickel, manganese, iron and the like.

このようなリチウムイオン二次電池は、活性の高い正極と負極を使用しているため、電極と電解液との副反応に起因して、充放電の繰り返しや電池の保存により充放電容量が低下することが知られており、電池特性を改良するために、非水系溶媒や電解質について種々の検討がなされている。
特許文献1では、リチウム二次電池において、有機フッ素化エーテル化合物を電解液に用いることにより、サイクル寿命が長くなることが提案されている。
Since such lithium ion secondary batteries use positive and negative electrodes with high activity, the charge / discharge capacity decreases due to repeated charge / discharge and storage of the battery due to side reactions between the electrodes and the electrolyte. In order to improve battery characteristics, various studies have been made on non-aqueous solvents and electrolytes.
Patent Document 1 proposes that in a lithium secondary battery, the cycle life is extended by using an organic fluorinated ether compound as an electrolyte.

特許文献2では、ハロゲン置換エーテル化合物の含有量が30体積%を超え90体積%以下であることを特徴とする非水系電解液を用いることで、サイクル特性および低温放電特性に優れ、かつ安全性に優れることが提案されている。
特許文献3では、特定の構造を持つハロゲン置換エーテルを含有した電解液を用いることにより、サイクル特性や保存特性等が優れることが提案されている。
In Patent Document 2, by using a nonaqueous electrolytic solution characterized in that the content of the halogen-substituted ether compound is more than 30% by volume and not more than 90% by volume, the cycle characteristics and the low-temperature discharge characteristics are excellent, and the safety. It has been proposed to be excellent.
Patent Document 3 proposes that cycle characteristics and storage characteristics are excellent by using an electrolytic solution containing a halogen-substituted ether having a specific structure.

特許文献4には、モノフルオロリン酸リチウム、ジフルオロリン酸リチウムからなる群から選ばれた少なくとも1種の添加剤を非水系電解液に含有させることにより、保存特性が向上した電池が得られることが提案されている。
特許文献5には、フッ素原子を有するエーテル類と、モノフルオロリン酸塩及び/又はジフルオロリン酸塩を含有する電解液を用いることで、出力特性やサイクル特性に優れることが提案されている。
Patent Document 4 discloses that a battery having improved storage characteristics can be obtained by containing at least one additive selected from the group consisting of lithium monofluorophosphate and lithium difluorophosphate in a non-aqueous electrolyte. Has been proposed.
Patent Document 5 proposes that an output solution and cycle characteristics are excellent by using an electrolyte containing a fluorine atom ether and a monofluorophosphate and / or difluorophosphate.

特開平7−249432号公報JP-A-7-249432 特開平9−97627号公報JP-A-9-97627 特開平11−26015号公報JP-A-11-26015 特開平11−67270号公報Japanese Patent Laid-Open No. 11-67270 特開2008−269982号公報JP 2008-269982 A

しかしながら、近年の電池に対する高性能化への要求は、ますます高くなっており、高容量、高温保存特性、サイクル特性等の種々の電池特性を高い次元で達成することが求められている。
高容量化する方法として、例えば、電極の活物質層を加圧して高密度化して、電池内部の活物質以外の占める体積を極力少なくする方法や、正極の利用範囲を広げて高電位まで使用する方法が検討されている。しかし、電極の活物質層を加圧して高密度化すると、活物質を均一に使用することができにくくなり、不均一な反応により一部リチウムが析出したり、活物質の劣化が促進されたりして、十分な特性が得られないという問題が発生しやすくなる。また、正極の利用範囲を広げて高電位まで使用すると、正極の活性は更に高くなり、正極と電解液との反応により劣化が促進される問題が発生しやすくなる。特に充電状態において高温条件下で保存した場合、電極と電解液との副反応により、電池容量が低下することが知られており、保存特性を改良するために、非水系溶媒や電解質について種々の検討がなされている。
However, the demand for higher performance of batteries in recent years is increasing, and it is required to achieve various battery characteristics such as high capacity, high temperature storage characteristics, and cycle characteristics at a high level.
To increase the capacity, for example, pressurize the active material layer of the electrode to increase the density to reduce the volume occupied by the active material other than the active material inside the battery as much as possible. How to do is being studied. However, when the active material layer of the electrode is pressurized and densified, it becomes difficult to use the active material uniformly, and some lithium precipitates due to a non-uniform reaction or deterioration of the active material is promoted. As a result, a problem that sufficient characteristics cannot be obtained easily occurs. Further, when the use range of the positive electrode is expanded to be used up to a high potential, the activity of the positive electrode is further increased, and the problem that the deterioration is accelerated by the reaction between the positive electrode and the electrolytic solution is likely to occur. In particular, when stored under high temperature conditions in a charged state, it is known that the battery capacity decreases due to a side reaction between the electrode and the electrolyte solution. In order to improve storage characteristics, various non-aqueous solvents and electrolytes are used. Consideration has been made.

更に高容量化によって電池内部の空隙は減少し、電解液の分解で少量のガスが発生した場合でも電池内圧は顕著に上昇してしまうという問題も発生してくる。
よって、高温保存特性については、ガス発生を抑制することが求められるが、特許文献1〜5に記載されている電解液を用いた非水系電解液二次電池では、満足しうるものではなかった。
Further, the increase in capacity reduces the gap in the battery, and there is a problem that the internal pressure of the battery increases remarkably even when a small amount of gas is generated by the decomposition of the electrolyte.
Therefore, for high-temperature storage characteristics, it is required to suppress gas generation, but the non-aqueous electrolyte secondary battery using the electrolyte described in Patent Documents 1 to 5 was not satisfactory. .

また、初期効率については、フッ素置換エーテルを用いることで改善が見られるものの、電解液の粘度が上昇し電気伝導度が低下するため十分な低温放電特性を得ることができなかった。
本発明は、上記従来の問題を解決すべくなされたものであり、初期効率、低温放電特性に優れ、且つ高温保存時のガス発生量が抑制された非水系電解液二次電池に用いるための非水系電解液と、この非水系電解液を用いた非水系電解液二次電池を提供することを課題とする。
Moreover, although the initial efficiency was improved by using a fluorine-substituted ether, sufficient low-temperature discharge characteristics could not be obtained because the viscosity of the electrolytic solution increased and the electrical conductivity decreased.
The present invention has been made to solve the above-described conventional problems, and is used for a non-aqueous electrolyte secondary battery that is excellent in initial efficiency and low-temperature discharge characteristics and has a reduced amount of gas generated during high-temperature storage. It is an object to provide a non-aqueous electrolyte solution and a non-aqueous electrolyte secondary battery using the non-aqueous electrolyte solution.

本発明者らは、上記目的を達成するために種々の検討を重ねた結果、特定の化合物を電解液中に含有させることによって、上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成させるに至った。
すなわち、本発明の要旨は、下記に存する。
(1)リチウムイオンを吸蔵・放出可能な負極及び正極、並びに非水系電解液とを備える非水系電解液二次電池に用いられる非水系電解液であって、該非水系電解液が、化学式(I)で表されるフッ素置換エーテル及び、モノフルオロリン酸塩及び/又はジフルオロリン酸塩を含有することを特徴とする非水系電解液。
As a result of various studies to achieve the above object, the present inventors have found that the above problems can be solved by including a specific compound in the electrolytic solution, and have completed the present invention. .
That is, the gist of the present invention is as follows.
(1) A non-aqueous electrolyte solution for use in a non-aqueous electrolyte secondary battery comprising a negative electrode and a positive electrode capable of occluding and releasing lithium ions, and a non-aqueous electrolyte solution, wherein the non-aqueous electrolyte solution has the chemical formula (I And a monofluorophosphate and / or a difluorophosphate.

Figure 2011187234
Figure 2011187234

(式中、Rfは、水素原子、フッ素原子、少なくとも一部の水素原子がフッ素原子で置換されたアルキル基又は少なくとも一部の水素原子がフッ素原子で置換されたアルコキシアルキル基を示す。Rfは、末端の炭素原子に結合した一つの水素原子を除く、少なくとも一部の水素原子がフッ素原子で置換されたアルキル基又は少なくとも一部の水素原子がフッ素原子で置換されていてもよいアルコキシアルキル基を示す。)
(2)化学式(I)中、Rfが、水素原子、フッ素原子、少なくとも一部の水素原子がフッ素原子で置換されたメチル基を示し、Rfが、末端の炭素原子に結合した一つの水素原子を除く、少なくとも一部の水素原子がフッ素原子で置換された炭素数1〜3のアルキル基又は少なくとも一部の水素原子がフッ素で置換されていてもよい炭素数2〜5のアルコキシアルキル基を示す、ことを特徴とする上記(1)に記載の非水系電解液。
(3)リチウムイオンを吸蔵・放出可能な負極及び正極、並びに非水系電解液とを備える非水系電解液二次電池に用いられる非水系電解液であって、化学式(I)で表されるフッ素置換エーテルと、エチレンカーボネート及び炭素−炭素不飽和結合を有する環状カーボネート化合物を含む三種以上の環状カーボネート化合物を含有し、且つエチレンカーボネートの体積が他の環状カーボネート化合物の合計量より少ないことを特徴とする非水系電解液。
(4)化学式(I)中、Rfが、水素原子、フッ素原子、少なくとも一部の水素原子がフッ素原子で置換されたメチル基を示し、Rfが、末端の炭素原子に結合した一つの水素原子を除く、少なくとも一部の水素原子がフッ素原子で置換された炭素数1〜3のアルキル基又は少なくとも一部の水素原子がフッ素で置換されていてもよい炭素数2〜5のアルコキシアルキル基を示す、ことを特徴とする上記(3)に記載の非水系電解液。
(5)エチレンカーボネート及び炭素−炭素不飽和結合を有する環状カーボネート化合物以外の環状カーボネート化合物として、化学式(II)で表される環状カーボネートを含有することを特徴とする上記(3)又は(4)に記載の非水系電解液。
(In the formula, Rf 1 represents a hydrogen atom, a fluorine atom, an alkyl group in which at least some of the hydrogen atoms are substituted with fluorine atoms, or an alkoxyalkyl group in which at least some of the hydrogen atoms are substituted with fluorine atoms. Rf 2 represents an alkyl group in which at least some of the hydrogen atoms are substituted with fluorine atoms, excluding one hydrogen atom bonded to the terminal carbon atom, or alkoxy in which at least some of the hydrogen atoms are optionally substituted with fluorine atoms Represents an alkyl group.)
(2) In the chemical formula (I), Rf 1 represents a hydrogen atom, a fluorine atom, a methyl group in which at least a part of the hydrogen atoms are substituted with a fluorine atom, and Rf 2 is bonded to a terminal carbon atom. An alkyl group having 1 to 3 carbon atoms in which at least some hydrogen atoms are substituted with fluorine atoms, excluding hydrogen atoms, or an alkoxyalkyl having 2 to 5 carbon atoms in which at least some hydrogen atoms may be substituted with fluorine atoms The non-aqueous electrolyte solution according to (1) above, which represents a group.
(3) A non-aqueous electrolyte used in a non-aqueous electrolyte secondary battery comprising a negative electrode and a positive electrode capable of occluding and releasing lithium ions, and a non-aqueous electrolyte, and represented by the chemical formula (I) It contains three or more kinds of cyclic carbonate compounds including a substituted ether and ethylene carbonate and a cyclic carbonate compound having a carbon-carbon unsaturated bond, and the volume of ethylene carbonate is smaller than the total amount of other cyclic carbonate compounds. Non-aqueous electrolyte.
(4) In the chemical formula (I), Rf 1 represents a hydrogen atom, a fluorine atom, a methyl group in which at least a part of the hydrogen atoms are substituted with a fluorine atom, and Rf 2 is one bonded to the terminal carbon atom. An alkyl group having 1 to 3 carbon atoms in which at least some hydrogen atoms are substituted with fluorine atoms, excluding hydrogen atoms, or an alkoxyalkyl having 2 to 5 carbon atoms in which at least some hydrogen atoms may be substituted with fluorine atoms The non-aqueous electrolyte solution according to (3) above, which represents a group.
(5) The cyclic carbonate compound represented by the chemical formula (II) is contained as a cyclic carbonate compound other than ethylene carbonate and a cyclic carbonate compound having a carbon-carbon unsaturated bond. The non-aqueous electrolyte solution described in 1.

Figure 2011187234
Figure 2011187234

(式中、RからRは水素原子、ハロゲン原子、もしくは水素原子がハロゲン原子で置換されていても良いメチル基又はエチル基を示す。)
(6)更に、モノフルオロリン酸塩及び/又はジフルオロリン酸塩を含有することを特徴とする上記(3)〜(5)のいずれかに記載の非水系電解液。
(7)リチウムイオンを吸蔵・放出可能な負極及び正極、並びに非水系電解液を含む非水系電解液二次電池であって、該非水系電解液が上記(1)〜(6)のいずれかに記載の非水系電解液であることを特徴とする非水系電解液二次電池。
(In the formula, R 1 to R 4 represent a hydrogen atom, a halogen atom, or a methyl group or an ethyl group in which the hydrogen atom may be substituted with a halogen atom.)
(6) The nonaqueous electrolytic solution according to any one of (3) to (5) above, further comprising a monofluorophosphate and / or a difluorophosphate.
(7) A non-aqueous electrolyte secondary battery including a negative electrode and a positive electrode capable of inserting and extracting lithium ions, and a non-aqueous electrolyte, wherein the non-aqueous electrolyte is any one of the above (1) to (6) A non-aqueous electrolyte secondary battery, wherein the non-aqueous electrolyte solution is described.

本発明によれば、初期効率、低温放電特性に優れ、且つ高温保存後のガス発生量が抑制された非水系電解液電池を提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide a non-aqueous electrolyte battery that is excellent in initial efficiency and low-temperature discharge characteristics and in which the amount of gas generated after high-temperature storage is suppressed.

以下、本発明の実施の形態について説明するが、本発明は以下の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、任意に変形して実施することができる。
<非水系電解液>
本発明の請求項1に係る非水系電解液は、一般的な非水系電解液と同様に、通常はその主成分として、電解質及びこれを溶解する非水溶媒を有し、更に化学式(I)で表されるフッ素置換エーテル及び、モノフルオロリン酸塩及び/又はジフルオロリン酸塩を非水系電解液中に含有する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described, but the present invention is not limited to the following embodiments, and can be arbitrarily modified and implemented without departing from the gist of the present invention.
<Non-aqueous electrolyte>
The non-aqueous electrolyte solution according to claim 1 of the present invention, like a general non-aqueous electrolyte solution, usually has an electrolyte and a non-aqueous solvent for dissolving it as a main component, and further has a chemical formula (I) And a monofluorophosphate and / or a difluorophosphate are contained in the non-aqueous electrolyte solution.

本発明の請求項3に係る非水系電解液は、一般的な非水系電解液と同様に、通常はその主成分として、電解質及びこれを溶解する非水溶媒を有し、更に化学式(I)で表されるフッ素置換エーテル及び、エチレンカーボネート及び、炭素−炭素不飽和結合を有する環状カーボネート化合物を含む三種以上の環状カーボネート化合物を含有し、且つエチレンカーボネートの体積が他の環状カーボネート化合物の合計量より少ない。   The non-aqueous electrolyte solution according to claim 3 of the present invention, like a general non-aqueous electrolyte solution, usually has an electrolyte and a non-aqueous solvent for dissolving it as a main component, and further has a chemical formula (I) A total of three or more cyclic carbonate compounds including ethylene carbonate and a cyclic carbonate compound having a carbon-carbon unsaturated bond, and the volume of ethylene carbonate is the total amount of the other cyclic carbonate compounds. Fewer.

本発明の非水系電解液に含有されるフッ素置換エーテルは、化学式(I)で表される構造を有する限り特に限定されないが、化合物の分子量は、通常114以上であり、通常1000以下、好ましくは500以下である。化学式(I)で表されるフッ素置換エーテルは単独で用いても、2種以上を併用してもよい。化学式(I)の構造を有するフッ素置換エーテルは、誘電率や蒸気圧が好ましいことから、他の溶媒との相溶性に優れ、且つ高温保存時の発生ガス量が少ない。   The fluorine-substituted ether contained in the nonaqueous electrolytic solution of the present invention is not particularly limited as long as it has a structure represented by the chemical formula (I), but the molecular weight of the compound is usually 114 or more, usually 1000 or less, preferably 500 or less. The fluorine-substituted ether represented by the chemical formula (I) may be used alone or in combination of two or more. Since the fluorine-substituted ether having the structure of the chemical formula (I) has a preferable dielectric constant and vapor pressure, it is excellent in compatibility with other solvents and generates a small amount of gas during high-temperature storage.

本発明の非水系電解液に含有されるフッ素置換エーテルは、化学式(I)中、Rfが、水素原子、フッ素原子、少なくとも一部の水素原子がフッ素原子で置換されたメチル基を示し、Rfが、末端の炭素原子に結合した一つの水素原子を除く、少なくとも一部の水素原子がフッ素原子で置換された炭素数1〜3のアルキル基又は少なくとも一部の水素原子がフッ素で置換されていてもよい炭素数2〜5のアルコキシアルキル基を示す、化合物であることが好ましい。 The fluorine-substituted ether contained in the non-aqueous electrolyte solution of the present invention, in chemical formula (I), Rf 1 represents a hydrogen atom, a fluorine atom, a methyl group in which at least some of the hydrogen atoms are substituted with fluorine atoms, Rf 2 is an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms in which at least a part of the hydrogen atoms are substituted with fluorine atoms, excluding one hydrogen atom bonded to the terminal carbon atom, or at least a part of the hydrogen atoms are substituted with fluorine It is preferable that it is a compound which shows the C2-C5 alkoxyalkyl group which may be made.

非水系電解液中の化学式(I)で表されるフッ素置換エーテルの含有量は、好ましくは0.001質量%以上であり、0.01質量%以上がより好ましい。濃度が低すぎると本発明の効果がほとんど発現しない場合がある。逆に濃度が高すぎると電気伝導度が低くなり電池の充放電容量が低下する傾向があるので、好ましくは60質量%以下であり、より好ましくは50質量%以下、更に好ましくは30質量%以下である。   The content of the fluorine-substituted ether represented by the chemical formula (I) in the non-aqueous electrolyte is preferably 0.001% by mass or more, and more preferably 0.01% by mass or more. If the concentration is too low, the effects of the present invention may hardly be exhibited. On the other hand, if the concentration is too high, the electric conductivity tends to be low and the charge / discharge capacity of the battery tends to be reduced. It is.

化学式(I)で表されるフッ素置換エーテルの具体例としては、例えば、以下の化合物が挙げられる。
CFCHOCF
CFCHOCFH
CFHCHOCF
CFHCHOCFH
CFCHOCFCF
CFCHOCHCF
CFCHOCFCH
CFHCHOCFCF
CFHCHOCHCF
CFHCHOCHCFH
CFHCHOCFCH
CFCFCHOCFCF
CFHCFCHOCFCF
CFHCFCHOCFCF
CFCFCHOCFCFCF
CFHCFCHOCFCFCF
CFHCFCHOCHCFCF
CFHCFCHOCHCHCF
CFCHOCHOCF
CFHCHOCHOCF
CFCHOCHOCH
CFHCHOCHCHOCH
CFHCHOCHCHOCF
CFHCHOCHCHOCFCF
CFCHOCFCFOCFCF
CFCHOCFCFOCFCF
CFCHOCHCHOCHCF
CFCHOCHCHOCHCH
CFCHOCHCHOCHCHCF
CFCHOCHCHOCHCHCH
CFHCHOCHCHOCFCF
CFHCHOCFCHOCFCF
CFCFOCFCHOCFCF
CFCHOCF(CF)CF
CFCHOCF(CFH)CF
CFCHOCF(C)CF
中でも、
CFCHOCF
CFHCHOCF
CFCHOCFCF
CFCHOCFCH
CFHCHOCFCF
CFHCHOCHCF
CFHCHOCFCH
CFCFCHOCFCF
CFHCFCHOCFCF
CFHCFCHOCFCF
CFCFCHOCFCFCF
CFHCFCHOCFCFCF
CFHCHOCHOCF
CFHCHOCHCHOCFCF
CFCHOCFCFOCFCF
CFCHOCFCFOCFCF
CFCHOCHCHOCHCF
CFCHOCHCHOCHCH
CFCHOCHCHOCHCHCF
CFHCHOCHCHOCFCF
CFCFOCFCHOCFCF
CFCHOCF(C)CF
が好ましく、更に、
CFHCHOCF
CFCHOCFCF
CFHCHOCFCF
CFHCHOCHCF
CFCFCHOCFCF
CFHCFCHOCFCF
CFHCHOCHOCF
CFHCHOCHCHOCFCF
CFCHOCHCHOCHCF
CFCHOCHCHOCHCH
CFCHOCHCHOCHCHCF
CFCFOCFCHOCFCF
CFCHOCF(C)CF
が好ましい。
Specific examples of the fluorine-substituted ether represented by the chemical formula (I) include the following compounds.
CF 3 CH 2 OCF 2 H
CF 3 CH 2 OCHF 2
CF 2 HCH 2 OCF 2 H
CF 2 HCH 2 OCHF 2
CF 3 CH 2 OCF 2 CF 2 H
CF 3 CH 2 OCH 2 CF 2 H
CF 3 CH 2 OCF 2 CH 3
CF 2 HCH 2 OCF 2 CF 2 H
CF 2 HCH 2 OCH 2 CF 2 H
CF 2 HCH 2 OCH 2 CFH 2
CF 2 HCH 2 OCF 2 CH 3
CF 3 CF 2 CH 2 OCF 2 CF 2 H
CF 2 HCF 2 CH 2 OCF 2 CF 2 H
CFH 2 CF 2 CH 2 OCF 2 CF 2 H
CF 3 CF 2 CH 2 OCF 2 CF 2 CF 2 H
CF 2 HCF 2 CH 2 OCF 2 CF 2 CF 2 H
CF 2 HCF 2 CH 2 OCH 2 CF 2 CF 2 H
CF 2 HCF 2 CH 2 OCH 2 CH 2 CF 2 H
CF 3 CH 2 OCH 2 OCF 3
CF 2 HCH 2 OCH 2 OCF 3
CF 3 CH 2 OCH 2 OCH 3
CF 2 HCH 2 OCH 2 CH 2 OCH 3
CF 2 HCH 2 OCH 2 CH 2 OCF 3
CF 2 HCH 2 OCH 2 CH 2 OCF 2 CF 2 H
CF 3 CH 2 OCF 2 CF 2 OCF 2 CF 3
CF 3 CH 2 OCF 2 CF 2 OCF 2 CF 2 H
CF 3 CH 2 OCH 2 CH 2 OCH 2 CF 3
CF 3 CH 2 OCH 2 CH 2 OCH 2 CH 3
CF 3 CH 2 OCH 2 CH 2 OCH 2 CH 2 CF 3
CF 3 CH 2 OCH 2 CH 2 OCH 2 CH 2 CH 3
CF 2 HCH 2 OCH 2 CH 2 OCF 2 CF 2 H
CF 2 HCH 2 OCF 2 CH 2 OCF 2 CF 2 H
CF 3 CF 2 OCF 2 CH 2 OCF 2 CF 2 H
CF 3 CH 2 OCF (CF 3 ) CF 2 H
CF 3 CH 2 OCF (CF 2 H) CF 2 H
CF 3 CH 2 OCF (C 2 F 5 ) CF 2 H
Above all,
CF 3 CH 2 OCF 2 H
CF 2 HCH 2 OCF 2 H
CF 3 CH 2 OCF 2 CF 2 H
CF 3 CH 2 OCF 2 CH 3
CF 2 HCH 2 OCF 2 CF 2 H
CF 2 HCH 2 OCH 2 CF 2 H
CF 2 HCH 2 OCF 2 CH 3
CF 3 CF 2 CH 2 OCF 2 CF 2 H
CF 2 HCF 2 CH 2 OCF 2 CF 2 H
CFH 2 CF 2 CH 2 OCF 2 CF 2 H
CF 3 CF 2 CH 2 OCF 2 CF 2 CF 2 H
CF 2 HCF 2 CH 2 OCF 2 CF 2 CF 2 H
CF 2 HCH 2 OCH 2 OCF 3
CF 2 HCH 2 OCH 2 CH 2 OCF 2 CF 2 H
CF 3 CH 2 OCF 2 CF 2 OCF 2 CF 3
CF 3 CH 2 OCF 2 CF 2 OCF 2 CF 2 H
CF 3 CH 2 OCH 2 CH 2 OCH 2 CF 3
CF 3 CH 2 OCH 2 CH 2 OCH 2 CH 3
CF 3 CH 2 OCH 2 CH 2 OCH 2 CH 2 CF 3
CF 2 HCH 2 OCH 2 CH 2 OCF 2 CF 2 H
CF 3 CF 2 OCF 2 CH 2 OCF 2 CF 2 H
CF 3 CH 2 OCF (C 2 F 5 ) CF 2 H
Is preferred, and
CF 2 HCH 2 OCF 2 H
CF 3 CH 2 OCF 2 CF 2 H
CF 2 HCH 2 OCF 2 CF 2 H
CF 2 HCH 2 OCH 2 CF 2 H
CF 3 CF 2 CH 2 OCF 2 CF 2 H
CF 2 HCF 2 CH 2 OCF 2 CF 2 H
CF 2 HCH 2 OCH 2 OCF 3
CF 2 HCH 2 OCH 2 CH 2 OCF 2 CF 2 H
CF 3 CH 2 OCH 2 CH 2 OCH 2 CF 3
CF 3 CH 2 OCH 2 CH 2 OCH 2 CH 3
CF 3 CH 2 OCH 2 CH 2 OCH 2 CH 2 CF 3
CF 3 CF 2 OCF 2 CH 2 OCF 2 CF 2 H
CF 3 CH 2 OCF (C 2 F 5 ) CF 2 H
Is preferred.

上記化合物の中でも、1,1,2,2−テトラフルオロエチル−2,2,3,3−テトラフルオロプロピルエーテル(CFHCFCHOCFCFH)、1,1,2,2−テトラフルオロエチル−2,2,3,3,3−ペンタフルオロプロピルエーテル(CFCFCHOCFCFH)、エトキシ−2,2,2−トリフルオロエトキシ−エタン(CFCHOCHCHOCHCH)が特に好ましい。 Among the above compounds, 1,1,2,2-tetrafluoroethyl-2,2,3,3-tetrafluoropropyl ether (CF 2 HCF 2 CH 2 OCF 2 CF 2 H), 1,1,2,2 - tetrafluoroethyl 2,2,3,3,3-pentafluoro-propyl ether (CF 3 CF 2 CH 2 OCF 2 CF 2 H), ethoxy-2,2,2-trifluoro-ethoxy - ethane (CF 3 CH 2 OCH 2 CH 2 OCH 2 CH 3 ) is particularly preferred.

[モノフルオロリン酸塩及びジフルオロリン酸塩]
本発明の請求項1に係る非水系電解液はモノフルオロリン酸塩及び/又はジフルオロリン酸塩を含有する。
モノフルオロリン酸塩及びジフルオロリン酸塩のカウンターカチオンとしては特に限定はないが、リチウム、ナトリウム、カリウム、マグネシウム、カルシウム、及び、NR1234(式中、R1〜R4は、各々独立に、水素原子又は炭素数1〜12の有機基を表わす。)で表されるアンモニウム等が例示として挙げられる。
[Monofluorophosphate and difluorophosphate]
The nonaqueous electrolytic solution according to claim 1 of the present invention contains a monofluorophosphate and / or a difluorophosphate.
The counter cations of monofluorophosphate and difluorophosphate are not particularly limited, but lithium, sodium, potassium, magnesium, calcium, and NR 1 R 2 R 3 R 4 (wherein R 1 to R 4 Are each independently a hydrogen atom or an organic group having 1 to 12 carbon atoms.)

上記アンモニウムのR1〜R4で表わされる炭素数1〜12の有機基としては特に限定はないが、例えば、ハロゲン原子で置換されていてもよいアルキル基、ハロゲン原子又はアルキル基で置換されていてもよいシクロアルキル基、ハロゲン原子又はアルキル基で置換されていてもよいアリール基、置換基を有していてもよい窒素原子含有複素環基等が挙げられる。中でもR1〜R4として、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、又は窒素原子含有複素環基等が好ましい。 Although it does not specifically limit as a C1-C12 organic group represented by R < 1 > -R < 4 > of the said ammonium, For example, it is substituted by the alkyl group, the halogen atom, or the alkyl group which may be substituted by the halogen atom. Examples thereof include an cycloalkyl group which may be substituted, an aryl group which may be substituted with a halogen atom or an alkyl group, and a nitrogen atom-containing heterocyclic group which may have a substituent. Among these, as R 1 to R 4 , a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, or a nitrogen atom-containing heterocyclic group is preferable.

モノフルオロリン酸塩及びジフルオロリン酸塩の具体例としては、モノフルオロリン酸リチウム、モノフルオロリン酸ナトリウム、モノフルオロリン酸カリウム、ジフルオロリン酸リチウム、ジフルオロリン酸ナトリウム、ジフルオロリン酸カリウム等が挙げられ、モノフルオロリン酸リチウム、ジフルオロリン酸リチウムが好ましく、ジフルオロリン酸リチウムがより好ましい。   Specific examples of monofluorophosphate and difluorophosphate include lithium monofluorophosphate, sodium monofluorophosphate, potassium monofluorophosphate, lithium difluorophosphate, sodium difluorophosphate, and potassium difluorophosphate. And lithium monofluorophosphate and lithium difluorophosphate are preferable, and lithium difluorophosphate is more preferable.

これらは単独で用いても、2種以上を併用してもよい。
一般に化学式(I)で表されるフッ素置換エーテルを使用することにより放電時の抵抗が増加するが、モノフルオロリン酸塩及び/又はジフルオロリン酸塩と併用することにより、放電時の抵抗上昇を抑制できるので好ましい。
本発明の請求項1に係る非水系電解液中におけるモノフルオロリン酸塩及び/又はジフルオロリン酸塩の割合は、好ましくは0.001重量%以上、より好ましくは0.01重量%以上、更に好ましくは0.1重量%以上、特に好ましくは0.2重量%以上であり、好ましくは5重量%以下、より好ましくは3重量%以下、更に好ましくは2重量%以下である。これよりも濃度が低すぎると、本発明の効果がほとんど発現しない場合がある。逆に濃度が高すぎると、低温下で析出しやすくなる。
These may be used alone or in combination of two or more.
Generally, the use of a fluorine-substituted ether represented by the chemical formula (I) increases the resistance during discharge, but the combined use with monofluorophosphate and / or difluorophosphate increases the resistance during discharge. Since it can suppress, it is preferable.
The proportion of monofluorophosphate and / or difluorophosphate in the non-aqueous electrolyte solution according to claim 1 of the present invention is preferably 0.001 wt% or more, more preferably 0.01 wt% or more, and further Preferably it is 0.1 weight% or more, Especially preferably, it is 0.2 weight% or more, Preferably it is 5 weight% or less, More preferably, it is 3 weight% or less, More preferably, it is 2 weight% or less. If the concentration is lower than this, the effects of the present invention may be hardly exhibited. On the other hand, if the concentration is too high, precipitation tends to occur at low temperatures.

請求項3に係る発明の非水系電解液は、エチレンカーボネートと炭素―炭素不飽和結合を有する環状カーボネートを含む三種以上の環状カーボネートを含有する。
非水系電解液中のエチレンカーボネートの体積は他の環状カーボネート化合物の体積の合計量より少ない。エチレンカーボネートの体積を他の環状カーボネート化合物の体積の合計量より少なくすることにより、エチレンカーボネートが電極上で副反応を起こすことによる、ガス発生を抑制することができる。
The non-aqueous electrolyte solution of the invention according to claim 3 contains three or more kinds of cyclic carbonates including ethylene carbonate and a cyclic carbonate having a carbon-carbon unsaturated bond.
The volume of ethylene carbonate in the non-aqueous electrolyte is less than the total volume of other cyclic carbonate compounds. By making the volume of ethylene carbonate smaller than the total volume of the other cyclic carbonate compounds, it is possible to suppress gas generation due to the side reaction of ethylene carbonate on the electrode.

非水系電解液中の、エチレンカーボネートの体積の他の環状カーボネート化合物の体積の合計量に対する割合は、0.01以上であることが好ましく、0.1以上がより好ましく、特に好ましくは0.2以上であり、1未満が好ましく、0.9以下がより好ましく、0.8以下が特に好ましい。少なすぎる場合にはサイクル特性等の電池の特性が低下する可能性があり、多すぎる場合には発生ガス量が多くなる。   The ratio of the volume of ethylene carbonate to the total volume of other cyclic carbonate compounds in the non-aqueous electrolyte is preferably 0.01 or more, more preferably 0.1 or more, and particularly preferably 0.2. Above, preferably less than 1, more preferably 0.9 or less, and particularly preferably 0.8 or less. If the amount is too small, battery characteristics such as cycle characteristics may be deteriorated. If the amount is too large, the amount of generated gas increases.

[炭素−炭素不飽和結合を有する環状カーボネート化合物]
炭素−炭素不飽和結合を有する環状カーボネート化合物としては、例えば、ビニレンカーボネート、メチルビニレンカーボネート、エチルビニレンカーボネート、1,2−ジメチルビニレンカーボネート、1,2−ジエチルビニレンカーボネート、フルオロビニレンカーボネート、トリフルオロメチルビニレンカーボネート等のビニレンカーボネート化合物;ビニルエチレンカーボネート、1−メチル−2−ビニルエチレンカーボネート、1−エチル−2−ビニルエチレンカーボネート、1−n−プロピル−2−ビニルエチレンカーボネート、1−メチル−2−ビニルエチレンカーボネート、1,1−ジビニルエチレンカーボネート、1,2−ジビニルエチレンカーボネート等のビニルエチレンカーボネート化合物;1,1−ジメチル−2−メチレンエチレンカーボネート、1,1−ジエチル−2−メチレンエチレンカーボネート等のメチレンエチレンカーボネート化合物;エチニルエチレンカーボネート、1,2−ジエチニルエチレンカーボネート等のエチニルエチレンカーボネート化合物、1,2−ジフェニルカーボネート、1,2−ジ(フェニルシクロヘキシル)エチレンカーボネート、1,2−ジ(ビフェニル)エチレンカーボネート、等のアリール基を有したエチレンカーボネート化合物が挙げられる。これらのうち、ビニレンカーボネート、ビニルエチレンカーボネート、1,2−ジビニルエチレンカーボネートがサイクル特性や高温保存後の容量維持特性向上の点から好ましく、中でもビニレンカーボネート又はビニルエチレンカーボネートがより好ましく、特にビニレンカーボネートが好ましい。これらは単独で用いても、2種以上を併用してもよい。
[Cyclic carbonate compound having a carbon-carbon unsaturated bond]
Examples of the cyclic carbonate compound having a carbon-carbon unsaturated bond include vinylene carbonate, methyl vinylene carbonate, ethyl vinylene carbonate, 1,2-dimethyl vinylene carbonate, 1,2-diethyl vinylene carbonate, fluoro vinylene carbonate, trifluoromethyl. Vinylene carbonate compounds such as vinylene carbonate; vinyl ethylene carbonate, 1-methyl-2-vinylethylene carbonate, 1-ethyl-2-vinylethylene carbonate, 1-n-propyl-2-vinylethylene carbonate, 1-methyl-2- Vinyl ethylene carbonate compounds such as vinyl ethylene carbonate, 1,1-divinyl ethylene carbonate, 1,2-divinyl ethylene carbonate; 1,1-dimethyl-2- Methylene ethylene carbonate compounds such as tylene ethylene carbonate and 1,1-diethyl-2-methylene ethylene carbonate; ethynyl ethylene carbonate compounds such as ethynyl ethylene carbonate and 1,2-diethynyl ethylene carbonate, 1,2-diphenyl carbonate, 1, Examples thereof include ethylene carbonate compounds having an aryl group such as 2-di (phenylcyclohexyl) ethylene carbonate and 1,2-di (biphenyl) ethylene carbonate. Among these, vinylene carbonate, vinyl ethylene carbonate, and 1,2-divinyl ethylene carbonate are preferable from the viewpoint of improving cycle characteristics and capacity maintenance characteristics after high-temperature storage, among which vinylene carbonate or vinyl ethylene carbonate is more preferable, and vinylene carbonate is particularly preferable. preferable. These may be used alone or in combination of two or more.

2種以上を併用する場合は、ビニレンカーボネートとビニルエチレンカーボネートとを併用するのが好ましい。
非水系電解液中における炭素−炭素不飽和結合を有する環状カーボネート化合物の割合は、通常0.01重量%以上、好ましくは0.1重量%以上、特に好ましくは0.3重量%以上、最も好ましくは0.5重量%以上である。炭素−炭素不飽和結合を有する環状カーボネート化合物が少なすぎると、電池のサイクル特性や高温保存後の容量維持特性を向上させるという効果を十分に発揮できない場合がある。しかし、炭素−炭素不飽和結合を有する環状カーボネート化合物の含有量が多すぎると、高温保存時にガス発生量が増大したりする場合があるので、通常8重量%以下、好ましくは4重量%以下、特に好ましくは3重量%以下である。
When using 2 or more types together, it is preferable to use together vinylene carbonate and vinyl ethylene carbonate.
The proportion of the cyclic carbonate compound having a carbon-carbon unsaturated bond in the non-aqueous electrolyte is usually 0.01% by weight or more, preferably 0.1% by weight or more, particularly preferably 0.3% by weight or more, most preferably. Is 0.5% by weight or more. When there are too few cyclic carbonate compounds which have a carbon-carbon unsaturated bond, the effect of improving the cycling characteristics of a battery and the capacity maintenance characteristics after high temperature storage may not be fully exhibited. However, if the content of the cyclic carbonate compound having a carbon-carbon unsaturated bond is too large, the amount of gas generated may increase during high-temperature storage, so that it is usually 8% by weight or less, preferably 4% by weight or less, The amount is particularly preferably 3% by weight or less.

請求項3に係る非水系電解液が含有する三種の環状カーボネート化合物のうち、エチレンカーボネートと炭素―炭素不飽和結合を有する環状カーボネート以外の環状カーボネート化合物としては、化学式(II)で表される環状カーボネート化合物であることが好ましく、非対称の環状カーボネート化合物、フッ素原子を有するカーボネート化合物がより好ましい。   Of the three types of cyclic carbonate compounds contained in the non-aqueous electrolyte solution according to claim 3, the cyclic carbonate compound other than ethylene carbonate and a cyclic carbonate having a carbon-carbon unsaturated bond is a cyclic represented by the chemical formula (II). It is preferably a carbonate compound, more preferably an asymmetric cyclic carbonate compound or a carbonate compound having a fluorine atom.

Figure 2011187234
Figure 2011187234

(式中、RからRは水素原子、ハロゲン原子、もしくは水素原子がハロゲン原子で置換されていても良いメチル基又はエチル基を示す。) (In the formula, R 1 to R 4 represent a hydrogen atom, a halogen atom, or a methyl group or an ethyl group in which the hydrogen atom may be substituted with a halogen atom.)

[エチレンカーボネートと炭素―炭素不飽和結合を有する環状カーボネート以外の環状カーボネート化合物]
(非対称の環状カーボネート化合物)
非対称の環状カーボネート化合物としては、例えば、プロピレンカーボネート、ブチレンカーボネート、4,4−ジメチル‐1,3‐ジオキソラン‐2‐オン、4−エチル−5‐メチル‐1,3‐ジオキソラン‐2‐オン、4,4,5‐トリメチル‐1,3‐ジオキソラン‐2‐オン、4−プロピチル‐1,3‐ジオキソラン‐2‐オン、4−メチル−1,3−ジオキサン−2−オン、4,5−ジメチル−1,3−ジオキサン−2−オン、4,4,6−トリメチル−1,3−ジオキサン−2−オン、5−メチル−5−エチル−1,3−ジオキサン−2−オン、等が挙げられる。
[Cyclic carbonate compounds other than ethylene carbonate and cyclic carbonate having a carbon-carbon unsaturated bond]
(Asymmetric cyclic carbonate compound)
Examples of the asymmetric cyclic carbonate compound include propylene carbonate, butylene carbonate, 4,4-dimethyl-1,3-dioxolan-2-one, 4-ethyl-5-methyl-1,3-dioxolan-2-one, 4,4,5-trimethyl-1,3-dioxolan-2-one, 4-propityl-1,3-dioxolan-2-one, 4-methyl-1,3-dioxan-2-one, 4,5- Dimethyl-1,3-dioxan-2-one, 4,4,6-trimethyl-1,3-dioxan-2-one, 5-methyl-5-ethyl-1,3-dioxan-2-one, etc. Can be mentioned.

(フッ素原子を有する環状カーボネート化合物)
フッ素原子を有する環状カーボネート化合物としては、例えば、フルオロエチレンカーボネート、1,2−ジフルオロエチレンカーボネート、1,1−ジフルオロエチレンカーボネート、1,1,2−トリフルオロエチレンカーボネート、テトラフルオロエチレンカーボネート、1−フルオロ−2−メチルエチレンカーボネート、1−フルオロ−1−メチルエチレンカーボネート、1,2−ジフルオロ−1−メチルエチレンカーボネート、1,1,2−トリフルオロ−2−メチルエチレンカーボネート、1,1−ジフルオロ−2,2−ジメチルエチレンカーボネート、トリフルオロメチルエチレンカーボネート等が挙げられる。
(Cyclic carbonate compound having a fluorine atom)
Examples of the cyclic carbonate compound having a fluorine atom include fluoroethylene carbonate, 1,2-difluoroethylene carbonate, 1,1-difluoroethylene carbonate, 1,1,2-trifluoroethylene carbonate, tetrafluoroethylene carbonate, 1- Fluoro-2-methylethylene carbonate, 1-fluoro-1-methylethylene carbonate, 1,2-difluoro-1-methylethylene carbonate, 1,1,2-trifluoro-2-methylethylene carbonate, 1,1-difluoro -2,2-dimethylethylene carbonate, trifluoromethylethylene carbonate, and the like.

以上の中でも、エチレンカーボネートと炭素―炭素不飽和結合を有する環状カーボネート以外の環状カーボネート化合物としては、ブチレンカーボネート、プロピレンカーボネートおよびフルオロエチレンカーボネートが特に好ましい。これらは単独で用いても、2種以上を併用してもよい。エチレンカーボネートと炭素―炭素不飽和結合を有する環状カーボネート以外の環状カーボネート化合物は、通常5容量%以上、好ましくは10容量%以上、より好ましくは15容量%以上であり、通常90容量%以下、好ましくは80容量%以下、より好ましくは70容量%以下、が好ましい。上記範囲より少ない場合には電解質の解離度が低下することから充放電効率が低下し、上記範囲より多い場合には電解液の粘度が上昇することから低温放電特性が低下する可能性がある。   Of these, butylene carbonate, propylene carbonate, and fluoroethylene carbonate are particularly preferable as the cyclic carbonate compound other than ethylene carbonate and cyclic carbonate having a carbon-carbon unsaturated bond. These may be used alone or in combination of two or more. The cyclic carbonate compound other than ethylene carbonate and cyclic carbonate having a carbon-carbon unsaturated bond is usually 5% by volume or more, preferably 10% by volume or more, more preferably 15% by volume or more, and usually 90% by volume or less, preferably Is preferably 80% by volume or less, more preferably 70% by volume or less. When the amount is less than the above range, the degree of dissociation of the electrolyte is reduced, so that the charge / discharge efficiency is lowered. When the amount is more than the above range, the viscosity of the electrolytic solution is increased, so that the low temperature discharge characteristics may be lowered.

本発明の請求項3に係る非水系電解液は、モルフルオロリン酸塩及び/又はジフルオロリン酸塩を含有することができる。本発明の請求項5に係る非水系電解液中におけるモノフルオロリン酸塩及び/又はジフルオロリン酸塩の割合は、好ましくは0.001重量%以上、より好ましくは0.01重量%以上、更に好ましくは0.1重量%以上、特に好ましくは0.2重量%以上であり、好ましくは5重量%以下、より好ましくは3重量%以下、更に好ましくは2重量%以下である。これよりも濃度が低すぎると、本発明の効果がほとんど発現しない場合がある。逆に濃度が高すぎると、低温下で析出しやすくなる。   The non-aqueous electrolyte solution according to claim 3 of the present invention can contain a morphofluorophosphate and / or a difluorophosphate. The proportion of monofluorophosphate and / or difluorophosphate in the non-aqueous electrolyte solution according to claim 5 of the present invention is preferably 0.001 wt% or more, more preferably 0.01 wt% or more, and further Preferably it is 0.1 weight% or more, Especially preferably, it is 0.2 weight% or more, Preferably it is 5 weight% or less, More preferably, it is 3 weight% or less, More preferably, it is 2 weight% or less. If the concentration is lower than this, the effects of the present invention may be hardly exhibited. On the other hand, if the concentration is too high, precipitation tends to occur at low temperatures.

[非水溶媒]
非水溶媒は、本発明を逸脱しない範囲で、非水系電解液の溶媒として公知のものの中から適宜選択して用いることができる。例えば、環状カーボネート類、鎖状カーボネート類、環状エーテル類、鎖状エーテル類、環状カルボン酸エステル類、鎖状カルボン酸エステル類、含硫黄有機溶媒、含燐有機溶媒等が挙げられる。
環状カーボネート類としては、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ブチレンカーボネート、ジメチルエチレンカーボネート、トリメチレンカーボネート、4−メチル−1,3−ジオキサン−2−オン、5−メチル−1,3−ジオキサン−2−オン、4,6−ジメチル−1,3−ジオキサン−2−オン、5−メチル−5−プロピル−1,3−ジオキサン−2−オン、ネオペンチレンカーボネート等の炭素数2〜8のアルキレン基を有するアルキレンカーボネート類が挙げられ、これらの中では、エチレンカーボネート、ブチレンカーボネート、プロピレンカーボネートが電池特性向上の点から好ましい。また、これらの化合物の水素の一部をフッ素で置換していてもよい。
[Nonaqueous solvent]
The non-aqueous solvent can be appropriately selected from known solvents for the non-aqueous electrolyte solution without departing from the present invention. Examples thereof include cyclic carbonates, chain carbonates, cyclic ethers, chain ethers, cyclic carboxylic acid esters, chain carboxylic acid esters, sulfur-containing organic solvents, and phosphorus-containing organic solvents.
As cyclic carbonates, ethylene carbonate, propylene carbonate, butylene carbonate, dimethylethylene carbonate, trimethylene carbonate, 4-methyl-1,3-dioxane-2-one, 5-methyl-1,3-dioxane-2-one An alkylene group having 2 to 8 carbon atoms such as 4,6-dimethyl-1,3-dioxan-2-one, 5-methyl-5-propyl-1,3-dioxan-2-one and neopentylene carbonate; Among them, ethylene carbonate, butylene carbonate, and propylene carbonate are preferable from the viewpoint of improving battery characteristics. Further, a part of hydrogen of these compounds may be substituted with fluorine.

鎖状カーボネート類としては、ジアルキルカーボネートが好ましく、構成するアルキル基の炭素数は、それぞれ、1〜5が好ましく、より好ましくは1〜4である。また、アルキル基の水素の一部をフッ素で置換していてもよい。
具体的には例えば、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、ジ−n−プロピルカーボネート等の対称鎖状アルキルカーボネート類;エチルメチルカーボネート、メチル−n−プロピルカーボネート、エチル−n−プロピルカーボネート等の非対称鎖状アルキルカーボネート類等のジアルキルカーボネートが挙げられる。中でも、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、エチルメチルカーボネートが電池特性向上の点から好ましい。
As the chain carbonates, dialkyl carbonates are preferable, and the number of carbon atoms of the alkyl group is preferably 1 to 5, and more preferably 1 to 4, respectively. Further, a part of hydrogen of the alkyl group may be substituted with fluorine.
Specifically, for example, symmetric chain alkyl carbonates such as dimethyl carbonate, diethyl carbonate, and di-n-propyl carbonate; asymmetric chain alkyls such as ethyl methyl carbonate, methyl-n-propyl carbonate, and ethyl-n-propyl carbonate Examples thereof include dialkyl carbonates such as carbonates. Among these, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, and ethyl methyl carbonate are preferable from the viewpoint of improving battery characteristics.

環状エーテル類としては、テトラヒドロフラン、2−メチルテトラヒドロフラン等及びこれらの化合物の水素の一部をフッ素で置換した化合物等が挙げられるが挙げられる。
鎖状エーテル類としては、ジメトキシエタン、ジエトキシエタン等及び、これらの化合物の水素の一部をフッ素で置換した化合物が挙げられる。
環状カルボン酸エステル類としては、γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン等及びこれらの化合物の水素の一部をフッ素で置換した化合物が挙げられる。
Examples of the cyclic ethers include tetrahydrofuran, 2-methyltetrahydrofuran and the like, and compounds obtained by substituting a part of hydrogen of these compounds with fluorine.
Examples of the chain ethers include dimethoxyethane, diethoxyethane and the like, and compounds in which part of hydrogen of these compounds is substituted with fluorine.
Examples of the cyclic carboxylic acid esters include γ-butyrolactone, γ-valerolactone, and the like, and compounds obtained by substituting a part of hydrogen of these compounds with fluorine.

鎖状カルボン酸エステル類としては、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸イソプロピル、酢酸ブチル、酢酸sec−ブチル、酢酸イソブチル、酢酸t−ブチル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル、プロピオン酸プロピル、プロピオン酸イソプロピル、酪酸メチル、酪酸エチル、酪酸プロピル、吉草酸メチル、吉草酸エチル等及びトリフルオロ酢酸プロピル、トリフルオロ酢酸ブチル等のこれらの化合物の水素の一部をフッ素で置換した化合物等が挙げられ、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸ブチル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル、プロピオン酸プロピル、酪酸メチル、酪酸エチル、吉草酸メチルがより好ましい。   Examples of chain carboxylates include methyl acetate, ethyl acetate, propyl acetate, isopropyl acetate, butyl acetate, sec-butyl acetate, isobutyl acetate, t-butyl acetate, methyl propionate, ethyl propionate, propyl propionate, propion Examples include isopropyl acid, methyl butyrate, ethyl butyrate, propyl butyrate, methyl valerate, ethyl valerate, etc., and compounds in which part of hydrogen of these compounds such as propyl trifluoroacetate and butyl trifluoroacetate is substituted with fluorine. Methyl acetate, ethyl acetate, propyl acetate, butyl acetate, methyl propionate, ethyl propionate, propyl propionate, methyl butyrate, ethyl butyrate, and methyl valerate are more preferred.

含硫黄有機溶媒としては、スルホラン、2−メチルスルホラン、3−メチルスルホラン、ジエチルスルホン等及びこれらの化合物の水素の一部をフッ素で置換した化合物が挙げられる。
含燐有機溶媒としては、リン酸トリメチル、リン酸トリエチル、リン酸ジメチルエチル、リン酸メチルジエチル、リン酸エチレンメチル、リン酸エチレンエチル等及びこれらの化合物の水素の一部をフッ素で置換した化合物が挙げられる。
Examples of the sulfur-containing organic solvent include sulfolane, 2-methylsulfolane, 3-methylsulfolane, diethylsulfone and the like, and compounds obtained by substituting a part of hydrogen of these compounds with fluorine.
Examples of phosphorus-containing organic solvents include trimethyl phosphate, triethyl phosphate, dimethyl ethyl phosphate, methyl diethyl phosphate, ethylene methyl phosphate, ethylene ethyl phosphate, etc., and compounds in which part of hydrogen in these compounds is substituted with fluorine Is mentioned.

これらは単独で用いても、2種類以上を併用してもよいが、2種以上の化合物を併用するのが好ましい。例えば、アルキレンカーボネート類や環状カルボン酸エステル類等の高誘電率溶媒と、ジアルキルカーボネート類や鎖状カルボン酸エステル類等の低粘度溶媒とを併用するのが好ましい。
本発明の請求項1に係る非水系電解液において、非水溶媒の好ましい組合せの一つは、エチレンカーボネートとジアルキルカーボネートを主体とする組合せである。なかでも、非水溶媒に占めるエチレンカーボネートとジアルキルカーボネートとの合計が、70容量%以上、好ましくは80容量%以上、より好ましくは90容量%以上であり、かつエチレンカーボネートとジアルキルカーボネートとの合計に対するエチレンカーボネートの割合が5容量%以上、好ましくは10容量%以上、より好ましくは15容量%以上であり、通常50容量%以下、好ましくは35容量%以下、より好ましくは30容量%以下、更に好ましくは25容量%以下のものである。これらの非水溶媒の組み合わせを用いると、これを用いて作製された電池のサイクル特性と高温保存特性(特に、高温保存後の残存容量及び高負荷放電容量)のバランスが良くなるので好ましい。
These may be used alone or in combination of two or more, but it is preferable to use in combination of two or more. For example, it is preferable to use a high dielectric constant solvent such as alkylene carbonates or cyclic carboxylic acid esters in combination with a low viscosity solvent such as dialkyl carbonates or chain carboxylic acid esters.
In the non-aqueous electrolyte solution according to claim 1 of the present invention, one of the preferable combinations of the non-aqueous solvents is a combination mainly composed of ethylene carbonate and dialkyl carbonate. Among them, the total of ethylene carbonate and dialkyl carbonate in the nonaqueous solvent is 70% by volume or more, preferably 80% by volume or more, more preferably 90% by volume or more, and relative to the total of ethylene carbonate and dialkyl carbonate. The proportion of ethylene carbonate is 5% by volume or more, preferably 10% by volume or more, more preferably 15% by volume or more, usually 50% by volume or less, preferably 35% by volume or less, more preferably 30% by volume or less, and still more preferably Is 25% by volume or less. Use of a combination of these non-aqueous solvents is preferable because the balance between the cycle characteristics and high-temperature storage characteristics (particularly, the remaining capacity and high-load discharge capacity after high-temperature storage) of a battery produced using the non-aqueous solvent is improved.

エチレンカーボネートとジアルキルカーボネートの好ましい組み合わせの具体例としては、エチレンカーボネートとジメチルカーボネート、エチレンカーボネートとジエチルカーボネート、エチレンカーボネートとエチルメチルカーボネート、エチレンカーボネートとジメチルカーボネートとジエチルカーボネート、エチレンカーボネートとジメチルカーボネートとエチルメチルカーボネート、エチレンカーボネートとジエチルカーボネートとエチルメチルカーボネート、エチレンカーボネートとジメチルカーボネートとジエチルカーボネートとエチルメチルカーボネート等が挙げられる。   Specific examples of preferred combinations of ethylene carbonate and dialkyl carbonate include ethylene carbonate and dimethyl carbonate, ethylene carbonate and diethyl carbonate, ethylene carbonate and ethyl methyl carbonate, ethylene carbonate and dimethyl carbonate and diethyl carbonate, ethylene carbonate and dimethyl carbonate and ethyl methyl. Examples thereof include carbonate, ethylene carbonate, diethyl carbonate and ethyl methyl carbonate, ethylene carbonate, dimethyl carbonate, diethyl carbonate and ethyl methyl carbonate.

これらのエチレンカーボネートとジアルキルカーボネート類との組み合わせに、更にプロピレンカーボネートを加えた組み合わせも、好ましい組み合わせとして挙げられる。
プロピレンカーボネートを含有する場合には、エチレンカーボネートとプロピレンカーボネートの容量比(エチレンカーボネート/プロピレンカーボネート)は、0.4以上が好ましく、より好ましくは1.0以上、特に好ましくは1.5以上である。更に、非水溶媒全体に占めるプロピレンカーボネートの割合は、下限は、通常0.1容量%以上、好ましくは1容量%以上、より好ましくは2容量%以上、また上限は、通常20容量%以下、好ましくは8容量%以下、より好ましくは5容量%以下である。この濃度範囲でプロピレンカーボネートを含有すると、エチレンカーボネートとジアルキルカーボネートとの組み合わせの特性を維持したまま、更に低温特性が優れるので好ましい。
A combination in which propylene carbonate is further added to a combination of these ethylene carbonate and dialkyl carbonates is also mentioned as a preferable combination.
In the case of containing propylene carbonate, the volume ratio of ethylene carbonate to propylene carbonate (ethylene carbonate / propylene carbonate) is preferably 0.4 or more, more preferably 1.0 or more, and particularly preferably 1.5 or more. . Furthermore, the lower limit of the proportion of propylene carbonate in the entire non-aqueous solvent is usually 0.1% by volume or more, preferably 1% by volume or more, more preferably 2% by volume or more, and the upper limit is usually 20% by volume or less. Preferably it is 8 volume% or less, More preferably, it is 5 volume% or less. It is preferable to contain propylene carbonate in this concentration range because the low temperature characteristics are further excellent while maintaining the characteristics of the combination of ethylene carbonate and dialkyl carbonate.

エチレンカーボネートとジアルキルカーボネートとの組み合わせの中で、ジアルキルカーボネートとして非対称鎖状アルキルカーボネート類を含有するものが更に好ましく、特に、エチレンカーボネートとジメチルカーボネートとエチルメチルカーボネート、エチレンカーボネートとジエチルカーボネートとエチルメチルカーボネート、エチレンカーボネートとジメチルカーボネートとジエチルカーボネートとエチルメチルカーボネートといったエチレンカーボネートと対称鎖状アルキルカーボネート類と非対称鎖状アルキルカーボネート類を含有するものが、サイクル特性と大電流放電特性のバランスが良いので好ましい。中でも、非対称鎖状アルキルカーボネート類がエチルメチルカーボネートであるのが好ましく、又、アルキルカーボネートのアルキル基は炭素数1〜2が好ましい。   Among the combinations of ethylene carbonate and dialkyl carbonate, those containing asymmetrical chain alkyl carbonates as dialkyl carbonate are more preferred, especially ethylene carbonate, dimethyl carbonate and ethyl methyl carbonate, ethylene carbonate, diethyl carbonate and ethyl methyl carbonate. Those containing ethylene carbonate, symmetric chain alkyl carbonates, and asymmetric chain alkyl carbonates such as ethylene carbonate, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, and ethyl methyl carbonate are preferred because of a good balance between cycle characteristics and large current discharge characteristics. Among them, the asymmetric chain alkyl carbonate is preferably ethyl methyl carbonate, and the alkyl group of the alkyl carbonate preferably has 1 to 2 carbon atoms.

また、非水溶媒中にジエチルカーボネートを含有する場合は、全非水溶媒中に占めるジエチルカーボネートの割合が、下限は、通常10容量%以上、好ましくは20容量%以上、より好ましくは25容量%以上、更に好ましくは30容量%以上であり、また、上限は、通常90容量%以下、好ましくは80容量%以下、より好ましくは75容量%以下、更に好ましくは、70容量%以下となる範囲で含有させると、高温保存時におけるガス発生が抑制されるので好ましい。   When diethyl carbonate is contained in the non-aqueous solvent, the lower limit of the proportion of diethyl carbonate in the total non-aqueous solvent is usually 10% by volume or more, preferably 20% by volume or more, more preferably 25% by volume. More preferably, it is 30% by volume or more, and the upper limit is usually 90% by volume or less, preferably 80% by volume or less, more preferably 75% by volume or less, and further preferably 70% by volume or less. When contained, gas generation during high-temperature storage is suppressed, which is preferable.

また、非水溶媒中にジメチルカーボネートを含有する場合は、全非水溶媒中に占めるジメチルカーボネートの割合が、下限は、通常10容量%以上、好ましくは20容量%以上、より好ましくは25容量%以上、更に好ましくは30容量%以上であり、また上限は、通常90容量%以下、好ましくは80容量%以下、より好ましくは75容量%以下、更に好ましくは、70容量%以下となる範囲で含有させると、電池の負荷特性が向上するので好ましい。   In the case where dimethyl carbonate is contained in the non-aqueous solvent, the lower limit of the proportion of dimethyl carbonate in the total non-aqueous solvent is usually 10% by volume or more, preferably 20% by volume or more, more preferably 25% by volume. Or more, more preferably 30% by volume or more, and the upper limit is usually 90% by volume or less, preferably 80% by volume or less, more preferably 75% by volume or less, and further preferably 70% by volume or less. This is preferable because the load characteristics of the battery are improved.

中でも、ジメチルカーボネートとエチルメチルカーボネートを含有し、ジメチルカーボネートの含有割合をエチルメチルカーボネートの含有割合よりも多くすることにより、電解液の電気伝導度を確保しながら、高温保存後の電池特性が向上するので好ましい。
全非水溶媒中に占めるジメチルカーボネートのエチルメチルカーボネートに対する容量比(ジメチルカーボネート/エチルメチルカーボネート)の下限値は、電解液の電気伝導度の向上と保存後の電池特性を向上させるため、1.1以上が好ましく、1.5以上がより好ましく、2.5以上が更に好ましい。容量比(ジメチルカーボネート/エチルメチルカーボネート)の上限値は、低温での電池特性を向上させるため、40以下が好ましく、20以下がより好ましく、10以下が更に好ましく、8以下が特に好ましい。
Above all, it contains dimethyl carbonate and ethyl methyl carbonate, and by increasing the content ratio of dimethyl carbonate over the content ratio of ethyl methyl carbonate, the battery characteristics after high-temperature storage are improved while ensuring the electrical conductivity of the electrolyte. This is preferable.
The lower limit of the capacity ratio of dimethyl carbonate to ethyl methyl carbonate (dimethyl carbonate / ethyl methyl carbonate) in all non-aqueous solvents improves the electrical conductivity of the electrolyte and the battery characteristics after storage. 1 or more is preferable, 1.5 or more is more preferable, and 2.5 or more is more preferable. The upper limit of the capacity ratio (dimethyl carbonate / ethyl methyl carbonate) is preferably 40 or less, more preferably 20 or less, still more preferably 10 or less, and particularly preferably 8 or less, in order to improve battery characteristics at low temperatures.

また、上記アルキレンカーボネート類とジアルキルカーボネート類を主体とする組合せにおいては、他の溶媒を混合してもよい。
好ましい非水溶媒の他の例は、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ブチレンカーボネートよりなる群から選ばれた1種の有機溶媒、又は該群から選ばれた2以上の有機溶媒からなる混合溶媒が全体の40容量%以上を占めるものである。この混合溶媒を用いた非水系電解液は、高温で使用しても溶媒の蒸発や液漏れが少なくなる。中でも、非水溶媒に占めるエチレンカーボネートとプロピレンカーボネートとの合計が、50容量%以上、好ましくは60容量%以上、更に好ましくは70容量%以上であり、かつエチレンカーボネートとプロピレンカーボネートの容量比(エチレンカーボネート/プロピレンカーボネート)が1.0以下、好ましくは0.9以下であるものを用いると、一般にサイクル特性と高温保存特性等のバランスがよくなる。
In addition, in the combination mainly composed of the alkylene carbonates and dialkyl carbonates, other solvents may be mixed.
Another example of a preferable non-aqueous solvent is that one organic solvent selected from the group consisting of ethylene carbonate, propylene carbonate, and butylene carbonate, or a mixed solvent consisting of two or more organic solvents selected from the group is the whole. It occupies 40% by volume or more. The non-aqueous electrolyte using this mixed solvent is less likely to evaporate or leak when used at high temperatures. Among them, the total of ethylene carbonate and propylene carbonate in the nonaqueous solvent is 50% by volume or more, preferably 60% by volume or more, more preferably 70% by volume or more, and the volume ratio of ethylene carbonate to propylene carbonate (ethylene When a carbonate / propylene carbonate) of 1.0 or less, preferably 0.9 or less is used, the balance between cycle characteristics and high-temperature storage characteristics is generally improved.

また、本発明の請求項1に係る非水系電解液は、炭素−炭素不飽和結合を有する環状カーボネート化合物やフッ素原子を有する環状カーボネート化合物を併用しても良く、サイクル特性向上や高温保存特性向上の点から、併用するのが好ましい。
本発明の請求項3に係る非水系電解液において、非水溶媒の好ましい例は、エチレンカーボネート、炭素−炭素不飽和結合を有する環状カーボネート化合物、に加え、フルオロエチレンカーボネート、ブチレンカーボネート、プロピレンカーボネート及びフルオロエチレンカーボネートよりなる群から選ばれた1種以上の有機溶媒と、ジアルキルカーボネート類の組み合わせである。中でも、非水溶媒に占めるジアルキルカーボネート類が、20容量%以上、好ましくは30容量%以上、更に好ましくは40容量%以上であるものを用いると、高温保存特性と低温放電特性のバランスが良くなる。
なお、本明細書において、非水溶媒の容量は25℃での測定値であるが、エチレンカーボネートのように25℃で固体のものは融点での測定値を用いる。
Moreover, the non-aqueous electrolyte solution according to claim 1 of the present invention may be used in combination with a cyclic carbonate compound having a carbon-carbon unsaturated bond or a cyclic carbonate compound having a fluorine atom, thereby improving cycle characteristics and high temperature storage characteristics. From this point, it is preferable to use in combination.
In the non-aqueous electrolyte solution according to claim 3 of the present invention, preferable examples of the non-aqueous solvent include, in addition to ethylene carbonate and a cyclic carbonate compound having a carbon-carbon unsaturated bond, fluoroethylene carbonate, butylene carbonate, propylene carbonate, and A combination of one or more organic solvents selected from the group consisting of fluoroethylene carbonate and dialkyl carbonates. Among these, when the dialkyl carbonates in the non-aqueous solvent are 20% by volume or more, preferably 30% by volume or more, more preferably 40% by volume or more, the balance between high temperature storage characteristics and low temperature discharge characteristics is improved. .
In the present specification, the capacity of the non-aqueous solvent is a measured value at 25 ° C., but a measured value at the melting point is used for a solid at 25 ° C. such as ethylene carbonate.

[電解質]
本発明の非水系電解液に用いる電解質に制限は無く、目的とする非水系電解液二次電池に電解質として用いられるものであれば公知のものを任意に用いることができる。
本発明の非水系電解液をリチウム二次電池に用いる場合には、通常は、電解質としてリチウム塩を用いる。
電解質の具体例としては、LiClO4、LiAsF6、LiPF6、LiBF4等の無機リチウム塩;LiFSO3、LiCF3SO3、LiN(FSO22、LiN(CF3SO22、LiN(C25SO22、リチウム環状1,2−テトラフルオロエタンジスルホニルイミド、リチウム環状1,3−ヘキサフルオロプロパンジスルホニルイミド、LiN(CF3SO2)(C49SO2)、LiC(CF3SO23、LiPF4(CF32、LiPF4(C252、LiPF4(CF3SO22、LiPF4(C25SO22、LiBF2(CF32、LiBF2(C252、LiBF2(CF3SO22、LiBF2(C25SO22等の含フッ素有機リチウム塩;リチウムビス(オキサラト)ボレート、リチウムトリス(オキサラト)ホスフェート、リチウムジフルオロオキサラトボレート、リチウムジフルオロビス(オキサラト)ホスフェート等の含ジカルボン酸錯体リチウム塩;等が挙げられる。
[Electrolytes]
There is no restriction | limiting in the electrolyte used for the non-aqueous electrolyte solution of this invention, A well-known thing can be used arbitrarily if it is used as an electrolyte for the target non-aqueous electrolyte secondary battery.
When the nonaqueous electrolytic solution of the present invention is used for a lithium secondary battery, a lithium salt is usually used as an electrolyte.
Specific examples of the electrolyte include inorganic lithium salts such as LiClO 4 , LiAsF 6 , LiPF 6 , and LiBF 4 ; LiFSO 3 , LiCF 3 SO 3 , LiN (FSO 2 ) 2 , LiN (CF 3 SO 2 ) 2 , LiN ( C 2 F 5 SO 2 ) 2 , lithium cyclic 1,2-tetrafluoroethanedisulfonylimide, lithium cyclic 1,3-hexafluoropropane disulfonylimide, LiN (CF 3 SO 2 ) (C 4 F 9 SO 2 ) , LiC (CF 3 SO 2 ) 3 , LiPF 4 (CF 3 ) 2 , LiPF 4 (C 2 F 5 ) 2 , LiPF 4 (CF 3 SO 2 ) 2 , LiPF 4 (C 2 F 5 SO 2 ) 2 , Fluorine-containing organic lithium salts such as LiBF 2 (CF 3 ) 2 , LiBF 2 (C 2 F 5 ) 2 , LiBF 2 (CF 3 SO 2 ) 2 , LiBF 2 (C 2 F 5 SO 2 ) 2 ; lithium bis ( Oxalato) And dicarboxylic acid-containing lithium salts such as borate, lithium tris (oxalato) phosphate, lithium difluorooxalatoborate, lithium difluorobis (oxalato) phosphate; and the like.

これらのうち、LiPF6、LiBF4、LiCF3SO3、LiN(CF3SO22、LiN(C25SO22、リチウム環状1,2−テトラフルオロエタンジスルホニルイミド、リチウム環状1,3−ヘキサフルオロプロパンジスルホニルイミドが好ましく、特にLiPF6、LiBF4が好ましい。
また、これらのリチウム塩は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。中でも、特定の無機リチウム塩の2種の併用や、無機リチウム塩と含フッ素有機リチウム塩との併用により、高温保存時のガス発生が抑制され、若しくは高温保存後の劣化が抑制されるので好ましい。
Among these, LiPF 6 , LiBF 4 , LiCF 3 SO 3 , LiN (CF 3 SO 2 ) 2 , LiN (C 2 F 5 SO 2 ) 2 , lithium cyclic 1,2-tetrafluoroethanedisulfonylimide, lithium cyclic 1,3-hexafluoropropane disulfonylimide is preferable, and LiPF 6 and LiBF 4 are particularly preferable.
Moreover, these lithium salts may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together by arbitrary combinations and a ratio. Among these, the combination of two kinds of specific inorganic lithium salts and the combined use of inorganic lithium salts and fluorine-containing organic lithium salts are preferable because gas generation during high-temperature storage is suppressed or deterioration after high-temperature storage is suppressed. .

特に、LiPF6とLiBF4との併用や、LiPF6、LiBF4等の無機リチウム塩と、LiCF3SO3、LiN(CF3SO22、LiN(C25SO22、リチウム環状1,2−テトラフルオロエタンジスルホニルイミド、及びリチウム環状1,3−ヘキサフルオロプロパンジスルホニルイミド等の含フッ素有機リチウム塩とを併用することが好ましい。 In particular, the combination and the LiPF 6 and LiBF 4, and an inorganic lithium salt such as LiPF 6, LiBF 4, LiCF 3 SO 3, LiN (CF 3 SO 2) 2, LiN (C 2 F 5 SO 2) 2, lithium It is preferable to use in combination with a fluorine-containing organic lithium salt such as cyclic 1,2-tetrafluoroethanedisulfonylimide and lithium cyclic 1,3-hexafluoropropane disulfonylimide.

LiPF6とLiBF4を併用する場合には、LiPF6とLiBF4の合計に占めるLiBF4の含有割合は、好ましくは0.01質量%以上、より好ましくは0.05質量%以上、特に好ましくは0.1質量%以上であり、好ましくは20質量%以下、より好ましくは10質量%以下、特に好ましくは5質量%以下、最も好ましくは3質量%以下である。この範囲未満の場合には所望する効果が得られないことがあり、この範囲を超える場合は高負荷放電特性等の電池の特性が低下することがある。 When used in combination LiPF 6 and LiBF 4 are the content of LiBF 4 to the total of LiPF 6 and LiBF 4 is preferably 0.01 mass% or more, more preferably 0.05 mass% or more, particularly preferably It is 0.1% by mass or more, preferably 20% by mass or less, more preferably 10% by mass or less, particularly preferably 5% by mass or less, and most preferably 3% by mass or less. If it is less than this range, the desired effect may not be obtained, and if it exceeds this range, battery characteristics such as high load discharge characteristics may deteriorate.

一方、LiPF6、LiBF4等の無機リチウム塩と、LiCF3SO3、LiN(CF3SO22、LiN(C25SO22、リチウム環状1,2−テトラフルオロエタンジスルホニルイミド、及びリチウム環状1,3−ヘキサフルオロプロパンジスルホニルイミド等の含フッ素有機リチウム塩とを併用する場合、両者の合計に占める無機リチウム塩の含有割合は、70質量%以上、99質量%以下であることが望ましい。 On the other hand, inorganic lithium salts such as LiPF 6 and LiBF 4 , LiCF 3 SO 3 , LiN (CF 3 SO 2 ) 2 , LiN (C 2 F 5 SO 2 ) 2 , lithium cyclic 1,2-tetrafluoroethanedisulfonyl When the imide and the fluorine-containing organic lithium salt such as lithium cyclic 1,3-hexafluoropropanedisulfonylimide are used in combination, the content of the inorganic lithium salt in the total of both is 70% by mass or more and 99% by mass or less. It is desirable that

非水系電解液中のこれらの電解質の濃度は、本願発明の効果を発現するためには、特に制限はないが、通常0.5モル/リットル以上、好ましくは0.8モル/リットル以上、より好ましくは1.0モル/リットル以上であるが、1.1モル/リットル以上が更に好ましく、1.2モル/リットル以上が特に好ましい。また、通常3モル/リットル以下、好ましくは2モル/リットル以下、より好ましくは1.8モル/リットル以下、更に好ましくは1.6モル/リットル以下である。濃度が低すぎると、電解液の電気伝導度が不十分の場合があり、一方、濃度が高すぎると、粘度上昇のため電気伝導度が低下する場合があり、電池性能が低下する場合がある。   The concentration of these electrolytes in the non-aqueous electrolyte solution is not particularly limited in order to exhibit the effects of the present invention, but is usually 0.5 mol / liter or more, preferably 0.8 mol / liter or more, more The amount is preferably 1.0 mol / liter or more, more preferably 1.1 mol / liter or more, and particularly preferably 1.2 mol / liter or more. Further, it is usually 3 mol / liter or less, preferably 2 mol / liter or less, more preferably 1.8 mol / liter or less, and still more preferably 1.6 mol / liter or less. If the concentration is too low, the electrical conductivity of the electrolyte solution may be insufficient. On the other hand, if the concentration is too high, the electrical conductivity may decrease due to an increase in viscosity, and the battery performance may decrease. .

[その他の化合物]
本発明に係る非水系電解液は、本発明の効果を損ねない範囲で、従来公知の過充電防止剤等の種々の他の化合物を助剤として含有していてもよい。
過充電防止剤としては、ビフェニル、2−メチルビフェニル、2−エチルビフェニル等のアルキルビフェニル、ターフェニル、ターフェニルの部分水素化体、シクロペンチルベンゼン、シクロヘキシルベンゼン、シス−1−プロピル−4−フェニルシクロヘキサン、トランス−1−プロピル−4−フェニルシクロヘキサン、シス−1−ブチル−4−フェニルシクロヘキサン、トランス−1−ブチル−4−フェニルシクロヘキサン、t−ブチルベンゼン、t−アミルベンゼン、ジフェニルエーテル、ジベンゾフラン、メチルフェニルカーボネート、エチルフェニルカーボネート、ジフェニルカーボネート、トリフェニルホスフェート、トリス(2−t−ブチルフェニル)ホスフェート、トリス(3−t−ブチルフェニル)ホスフェート、トリス(4−t−ブチルフェニル)ホスフェート、トリス(2−t−アミルフェニル)ホスフェート、トリス(3−t−アミルフェニル)ホスフェート、トリス(4−t−アミルフェニル)ホスフェート、トリス(2−シクロヘキシルフェニル)ホスフェート、トリス(3−シクロヘキシルフェニル)ホスフェート、トリス(4−シクロヘキシルフェニル)ホスフェート等の芳香族化合物;2−フルオロビフェニル、3−フルオロビフェニル、4−フルオロビフェニル、4,4’−ジフルオロビフェニル、o−シクロヘキシルフルオロベンゼン、p−シクロヘキシルフルオロベンゼン等の上記芳香族化合物の部分フッ素化物;2,4−ジフルオロアニソール、2,5−ジフルオロアニソール、2,6−ジフルオロアニソール、3,5−ジフルオロアニソール等の含フッ素アニソール化合物等が挙げられる。
[Other compounds]
The nonaqueous electrolytic solution according to the present invention may contain various other compounds such as a conventionally known overcharge inhibitor as an auxiliary agent as long as the effects of the present invention are not impaired.
As overcharge inhibitors, alkylbiphenyls such as biphenyl, 2-methylbiphenyl, 2-ethylbiphenyl, terphenyl, partially hydrogenated terphenyl, cyclopentylbenzene, cyclohexylbenzene, cis-1-propyl-4-phenylcyclohexane , Trans-1-propyl-4-phenylcyclohexane, cis-1-butyl-4-phenylcyclohexane, trans-1-butyl-4-phenylcyclohexane, t-butylbenzene, t-amylbenzene, diphenyl ether, dibenzofuran, methylphenyl Carbonate, ethylphenyl carbonate, diphenyl carbonate, triphenyl phosphate, tris (2-tert-butylphenyl) phosphate, tris (3-tert-butylphenyl) phosphate, tris (4- -Butylphenyl) phosphate, tris (2-t-amylphenyl) phosphate, tris (3-t-amylphenyl) phosphate, tris (4-t-amylphenyl) phosphate, tris (2-cyclohexylphenyl) phosphate, tris ( Aromatic compounds such as 3-cyclohexylphenyl) phosphate and tris (4-cyclohexylphenyl) phosphate; 2-fluorobiphenyl, 3-fluorobiphenyl, 4-fluorobiphenyl, 4,4′-difluorobiphenyl, o-cyclohexylfluorobenzene, Partially fluorinated products of the above aromatic compounds such as p-cyclohexylfluorobenzene; fluorine-containing anisols such as 2,4-difluoroanisole, 2,5-difluoroanisole, 2,6-difluoroanisole, and 3,5-difluoroanisole And the like.

これらの中でもビフェニル、2−メチルビフェニル等のアルキルビフェニル、ターフェニル、ターフェニルの部分水素化体、シクロペンチルベンゼン、シクロヘキシルベンゼン、シス−1−プロピル−4−フェニルシクロヘキサン、トランス−1−プロピル−4−フェニルシクロヘキサン、シス−1−ブチル−4−フェニルシクロヘキサン、トランス−1−ブチル−4−フェニルシクロヘキサン、t−ブチルベンゼン、t−アミルベンゼン、ジフェニルエーテル、ジベンゾフラン、メチルフェニルカーボネート、ジフェニルカーボネート、トリフェニルホスフェート、トリス(4−t−ブチルフェニル)ホスフェート、トリス(4−シクロヘキシルフェニル)ホスフェート等の芳香族化合物;2−フルオロビフェニル、3−フルオロビフェニル、4−フルオロビフェニル、4,4’−ジフルオロビフェニル、o−シクロヘキシルフルオロベンゼン、p−シクロヘキシルフルオロベンゼン等の上記芳香族化合物の部分フッ素化物が好ましく、ターフェニルの部分水素化体、シクロペンチルベンゼン、シクロヘキシルベンゼン、シス−1−プロピル−4−フェニルシクロヘキサン、トランス−1−プロピル−4−フェニルシクロヘキサン、シス−1−ブチル−4−フェニルシクロヘキサン、トランス−1−ブチル−4−フェニルシクロヘキサン、t−ブチルベンゼン、t−アミルベンゼン、メチルフェニルカーボネート、ジフェニルカーボネート、トリフェニルホスフェート、トリス(4−t−ブチルフェニル)ホスフェート、トリス(4−シクロヘキシルフェニル)ホスフェート、o−シクロヘキシルフルオロベンゼン、p−シクロヘキシルフルオロベンゼンがより好ましく、ターフェニルの部分水素化体及びシクロヘキシルベンゼンが特に好ましい。   Among these, alkylbiphenyl such as biphenyl and 2-methylbiphenyl, terphenyl, partially hydrogenated terphenyl, cyclopentylbenzene, cyclohexylbenzene, cis-1-propyl-4-phenylcyclohexane, trans-1-propyl-4- Phenylcyclohexane, cis-1-butyl-4-phenylcyclohexane, trans-1-butyl-4-phenylcyclohexane, t-butylbenzene, t-amylbenzene, diphenyl ether, dibenzofuran, methylphenyl carbonate, diphenyl carbonate, triphenyl phosphate, Aromatic compounds such as tris (4-t-butylphenyl) phosphate and tris (4-cyclohexylphenyl) phosphate; 2-fluorobiphenyl, 3-fluorobiphenyl, 4 -Partially fluorinated products of the above aromatic compounds such as -fluorobiphenyl, 4,4'-difluorobiphenyl, o-cyclohexylfluorobenzene, p-cyclohexylfluorobenzene, etc. are preferred. Partially hydrogenated terphenyl, cyclopentylbenzene, cyclohexylbenzene, Cis-1-propyl-4-phenylcyclohexane, trans-1-propyl-4-phenylcyclohexane, cis-1-butyl-4-phenylcyclohexane, trans-1-butyl-4-phenylcyclohexane, t-butylbenzene, t -Amylbenzene, methylphenyl carbonate, diphenyl carbonate, triphenyl phosphate, tris (4-tert-butylphenyl) phosphate, tris (4-cyclohexylphenyl) phosphate, o-cyclohex Le fluorobenzene, p- cyclohexyl fluorobenzene more preferably, partially hydrogenated member and cyclohexylbenzene terphenyl is particularly preferred.

これらは2種以上併用して用いてもよい。2種以上併用する場合は、特に、ターフェニルの部分水素化体やシクロヘキシルベンゼンとt−ブチルベンゼンやt−アミルベンゼンとの組み合わせや、ビフェニル、アルキルビフェニル、ターフェニル、ターフェニルの部分水素化体、シクロヘキシルベンゼン、t−ブチルベンゼン、t−アミルベンゼン等の酸素を含有しない芳香族化合物から選ばれるものと、ジフェニルエーテル、ジベンゾフラン等の含酸素芳香族化合物から選ばれるものとを併用するのが過充電防止特性と高温保存特性のバランスの点から好ましい。   Two or more of these may be used in combination. When two or more types are used in combination, in particular, a partially hydrogenated terphenyl, a combination of cyclohexylbenzene and t-butylbenzene or t-amylbenzene, or a partially hydrogenated biphenyl, alkylbiphenyl, terphenyl or terphenyl. It is overcharged to use together those selected from oxygen-free aromatic compounds such as cyclohexylbenzene, t-butylbenzene and t-amylbenzene and those selected from oxygen-containing aromatic compounds such as diphenyl ether and dibenzofuran. This is preferable from the viewpoint of the balance between prevention characteristics and high-temperature storage characteristics.

非水系電解液中におけるこれらの過充電防止剤の含有割合は、通常0.1質量%以上、好ましくは0.2質量%以上、より好ましくは0.3質量%以上、更に好ましくは0.5質量%以上であり、通常5質量%以下、好ましくは3質量%以下、より好ましくは2質量%以下である。濃度が低すぎると所望する過充電防止剤の効果がほとんど発現しない場合がある。逆に濃度が高すぎると高温保存特性等の電池の特性が低下する傾向がある。   The content ratio of these overcharge inhibitors in the non-aqueous electrolyte is usually 0.1% by mass or more, preferably 0.2% by mass or more, more preferably 0.3% by mass or more, and further preferably 0.5%. It is 5 mass% or less, and is 5 mass% or less normally, Preferably it is 3 mass% or less, More preferably, it is 2 mass% or less. If the concentration is too low, the desired effect of the overcharge inhibitor may hardly be exhibited. On the other hand, if the concentration is too high, battery characteristics such as high-temperature storage characteristics tend to deteriorate.

他の助剤としては、エリスリタンカーボネート、スピロ−ビス−ジメチレンカーボネート、メトキシエチル−メチルカーボネート、メトキシエチル−エチルカーボネート、エトキシエチル−メチルカーボネート、エトキシエチル−エチルカーボネート等のカーボネート化合物;無水コハク酸、無水グルタル酸、無水マレイン酸、無水イタコン酸、無水シトラコン酸、無水グルタコン酸、無水ジグリコール酸、シクロヘキサンジカルボン酸無水物、シクロペンタンテトラカルボン酸二無水物及びフェニルコハク酸無水物等のカルボン酸無水物;コハク酸ジメチル、コハク酸ジエチル、コハク酸ジアリル、マレイン酸ジメチル、マレイン酸ジエチル、マレイン酸ジアリル、マレイン酸ジプロピル、マレイン酸ジブチル、マレイン酸ビス(トリフルオロメチル)、マレイン酸ビス(ペンタフルオロエチル)、マレイン酸ビス(2,2,2−トリフルオロエチル)等のジカルボン酸ジエステル化合物;2,4,8,10−テトラオキサスピロ[5.5]ウンデカン、3,9−ジビニル−2,4,8,10−テトラオキサスピロ[5.5]ウンデカン等のスピロ化合物;エチレンサルファイト、プロピレンサルファイト、1,3−プロパンスルトン、1,4−ブタンスルトン、1,3−プロペンスルトン、1,4−ブテンスルトン、メチルメタンスルホネート、エチルメタンスルホネート、メチル−メトキシメタンスルホネート、メチル−2−メトキシエタンスルホネート、ブスルファン、ジエチレングリコールジメタンスルホネート、1,2−エタンジオールビス(2,2,2−トリフルオロエタンスルホネート)、1,4−ブタンジオールビス(2,2,2−トリフルオロエタンスルホネート)、スルホラン、3−スルホレン、2−スルホレン、ジメチルスルホン、ジエチルスルホン、ジビニルスルホン、ジフェニルスルホン、N,N−ジメチルメタンスルホンアミド、N,N−ジエチルメタンスルホンアミド等の含硫黄化合物;1−メチル−2−ピロリジノン、1−メチル−2−ピペリドン、3−メチル−2−オキサゾリジノン、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン及びN−メチルスクシイミド等の含窒素化合物;ヘプタン、オクタン、ノナン、デカン、シクロヘプタン、メチルシクロヘキサン、エチルシクロヘキサン、プロピルシクロヘキサン、n−ブチルシクロヘキサン、t−ブチルシクロヘキサン、ジシクロヘキシル等の炭化水素化合物;フルオロベンゼン、ジフルオロベンゼン、ヘキサフルオロベンゼン等のフッ化ベンゼン;2−フルオロトルエン、2−フルオロトルエン、4−フルオロトルエン、ベンゾトリフルオライド等のフッ化トルエン;アセトニトリル、プロピオニトリル、ブチロニトリル、マロノニトリル、スクシノニトリル、グルタロニトリル、アジポニトリル、ピメロニトリル等のニトリル化合物;メチルジメチルホスフィネート、エチルジメチルホスフィネート、エチルジエチルホスフィネート、トリメチルホスホノフォルメート、トリエチルホスホノフォルメート、トリメチルホスホノアセテート、トリエチルホスホノアセテート、トリメチル−3−ホスホノプロピオネート、トリエチル−3−ホスホノプロピオネート等の含リン化合物等が挙げられる。これらの中で、高温保存後の電池特性向上の点からエチレンサルファイト、1,3−プロパンスルトン、1,4−ブタンスルトン、1,3−プロペンスルトン、1,4−ブテンスルトン、ブスルファン、1,4−ブタンジオールビス(2,2,2−トリフルオロエタンスルホネート)等の含硫黄化合物;アセトニトリル、プロピオニトリル、ブチロニトリル、マロノニトリル、スクシノニトリル、グルタロニトリル、アジポニトリル、ピメロニトリル等のニトリル化合物が好ましい。   Other auxiliaries include carbonate compounds such as erythritan carbonate, spiro-bis-dimethylene carbonate, methoxyethyl-methyl carbonate, methoxyethyl-ethyl carbonate, ethoxyethyl-methyl carbonate, ethoxyethyl-ethyl carbonate; succinic anhydride Carboxylic acids such as glutaric anhydride, maleic anhydride, itaconic anhydride, citraconic anhydride, glutaconic anhydride, diglycolic anhydride, cyclohexanedicarboxylic anhydride, cyclopentanetetracarboxylic dianhydride and phenylsuccinic anhydride Anhydride: dimethyl succinate, diethyl succinate, diallyl succinate, dimethyl maleate, diethyl maleate, diallyl maleate, dipropyl maleate, dibutyl maleate, bis maleate (trifluoro Dicarboxylic acid diester compounds such as bis (pentafluoroethyl) maleate, bis (2,2,2-trifluoroethyl) maleate; 2,4,8,10-tetraoxaspiro [5.5] undecane Spiro compounds such as 3,9-divinyl-2,4,8,10-tetraoxaspiro [5.5] undecane; ethylene sulfite, propylene sulfite, 1,3-propane sultone, 1,4-butane sultone, 1,3-propene sultone, 1,4-butene sultone, methyl methanesulfonate, ethyl methanesulfonate, methyl-methoxymethanesulfonate, methyl-2-methoxyethanesulfonate, busulfan, diethylene glycol dimethanesulfonate, 1,2-ethanediol bis ( 2,2,2-trifluoroethane Sulfonate), 1,4-butanediol bis (2,2,2-trifluoroethanesulfonate), sulfolane, 3-sulfolene, 2-sulfolene, dimethylsulfone, diethylsulfone, divinylsulfone, diphenylsulfone, N, N-dimethyl Sulfur-containing compounds such as methanesulfonamide, N, N-diethylmethanesulfonamide; 1-methyl-2-pyrrolidinone, 1-methyl-2-piperidone, 3-methyl-2-oxazolidinone, 1,3-dimethyl-2- Nitrogen-containing compounds such as imidazolidinone and N-methylsuccinimide; charcoal such as heptane, octane, nonane, decane, cycloheptane, methylcyclohexane, ethylcyclohexane, propylcyclohexane, n-butylcyclohexane, t-butylcyclohexane, dicyclohexyl Hydrogen fluoride compounds; Fluorinated benzenes such as fluorobenzene, difluorobenzene and hexafluorobenzene; Fluorinated toluenes such as 2-fluorotoluene, 2-fluorotoluene, 4-fluorotoluene and benzotrifluoride; Acetonitrile, propionitrile, butyronitrile , Nitrile compounds such as malononitrile, succinonitrile, glutaronitrile, adiponitrile, pimelonitrile; methyl dimethyl phosphinate, ethyl dimethyl phosphinate, ethyl diethyl phosphinate, trimethylphosphonoformate, triethylphosphonoformate, trimethylphosphonoacetate Phosphorus-containing compounds such as triethylphosphonoacetate, trimethyl-3-phosphonopropionate, and triethyl-3-phosphonopropionate. It is below. Among these, ethylene sulfite, 1,3-propane sultone, 1,4-butane sultone, 1,3-propene sultone, 1,4-butene sultone, busulfan, 1,4 in terms of improving battery characteristics after high-temperature storage -Sulfur-containing compounds such as butanediol bis (2,2,2-trifluoroethanesulfonate); nitrile compounds such as acetonitrile, propionitrile, butyronitrile, malononitrile, succinonitrile, glutaronitrile, adiponitrile, and pimelonitrile are preferable.

これらは2種以上併用して用いてもよい。
非水系電解液中におけるこれらの助剤の含有割合は、本願発明の効果を発現するためには、特に制限はないが、通常0.01質量%以上、好ましくは0.1質量%以上、特に好ましくは0.2質量%以上であり、通常8質量%以下、好ましくは5質量%以下、より好ましくは3質量%以下、特に好ましくは1質量%以下である。これらの助剤を添加することにより、高温保存後の容量維持特性やサイクル特性を向上させることができる。この下限より低濃度では助剤の効果がほとんど発現しない場合がある。また、逆に濃度が高すぎると高負荷放電特性等の電池の特性が低下する場合がある。
また、上記助剤のうちフッ化ベンゼン、フッ化トルエンは溶媒としても使用することが可能であり、そのときのフッ化ベンゼンの濃度は、非水系電解液全体に対し8質量%以上、50質量%以下の範囲とすることが好ましい。
Two or more of these may be used in combination.
The content ratio of these auxiliaries in the non-aqueous electrolyte solution is not particularly limited in order to express the effect of the present invention, but is usually 0.01% by mass or more, preferably 0.1% by mass or more, particularly The content is preferably 0.2% by mass or more, usually 8% by mass or less, preferably 5% by mass or less, more preferably 3% by mass or less, and particularly preferably 1% by mass or less. By adding these auxiliaries, capacity maintenance characteristics and cycle characteristics after high temperature storage can be improved. If the concentration is lower than this lower limit, the effect of the auxiliary agent may be hardly exhibited. Conversely, if the concentration is too high, battery characteristics such as high load discharge characteristics may be degraded.
Of the auxiliaries, fluorinated benzene and toluene fluoride can also be used as a solvent. The concentration of fluorinated benzene at that time is 8% by mass or more and 50% by mass with respect to the entire non-aqueous electrolyte. % Or less is preferable.

[電解液の調製]
本発明の請求項1に係る非水系電解液は、非水溶媒に、電解質、化学式(I)で表されるフッ素置換エーテル、モノフルオロリン酸及び/又はジフルオロリン酸、必要に応じて他の化合物を溶解することにより調製することができ、本発明の請求項3に係る非水系電解液は、非水溶媒に、電解質、化学式(I)で表されるフッ素置換エーテル、エチレンカーボネート及び炭素―炭素不飽和結合を有する環状カーボネート化合物を含む三種以上のカーボネート化合物、必要に応じて他の化合物を溶解することにより調製することができる。
[Preparation of electrolyte]
The non-aqueous electrolyte solution according to claim 1 of the present invention includes an electrolyte, a fluorine-substituted ether represented by the chemical formula (I), monofluorophosphoric acid and / or difluorophosphoric acid, and other substances as necessary. The non-aqueous electrolyte solution according to claim 3 of the present invention can be prepared by dissolving a compound. The non-aqueous solvent contains an electrolyte, a fluorine-substituted ether represented by the chemical formula (I), ethylene carbonate, and carbon- It can be prepared by dissolving three or more kinds of carbonate compounds including a cyclic carbonate compound having a carbon unsaturated bond, and if necessary, other compounds.

非水系電解液の調製に際しては、各原料は、電解液とした場合の水分を低減させるため予め脱水しておくのが好ましい。通常50ppm以下、好ましくは30ppm以下、特に好ましくは10ppm以下までそれぞれ脱水するのがよい。また、電解液調製後に、脱水、脱酸処理等を実施してもよい。
本発明の非水系電解液は、非水系電解液電池の中でも二次電池用、即ち非水系電解液二次電池、例えばリチウム二次電池用の非水系電解液として用いるのに好適である。以下、本発明の非水系電解液を用いた非水系電解液二次電池について説明する。
In preparing the non-aqueous electrolyte solution, each raw material is preferably dehydrated in advance in order to reduce the water content when the electrolyte solution is used. Usually, it is good to dehydrate to 50 ppm or less, preferably 30 ppm or less, particularly preferably 10 ppm or less. Moreover, you may implement dehydration, a deoxidation process, etc. after electrolyte solution preparation.
The non-aqueous electrolyte solution of the present invention is suitable for use as a non-aqueous electrolyte solution for a secondary battery, that is, a non-aqueous electrolyte secondary battery, for example, a lithium secondary battery, among non-aqueous electrolyte batteries. Hereinafter, a non-aqueous electrolyte secondary battery using the non-aqueous electrolyte of the present invention will be described.

<非水系電解液二次電池>
本発明の非水系電解液二次電池は、リチウムイオンを吸蔵・放出可能な負極及び正極、並びに非水系電解液を含む非水系電解液電池であって、該非水系電解液が上記本発明の非水系電解液であることを特徴とするものである。
<Non-aqueous electrolyte secondary battery>
The non-aqueous electrolyte secondary battery of the present invention is a non-aqueous electrolyte battery including a negative electrode and a positive electrode capable of occluding and releasing lithium ions, and a non-aqueous electrolyte, and the non-aqueous electrolyte is a non-aqueous electrolyte of the present invention. It is an aqueous electrolyte solution.

[電池構成]
本発明に係る非水系電解液二次電池は、上記本発明の非水系電解液を用いて作製される以外は従来公知の非水系電解液二次電池と同様、リチウムイオンを吸蔵・放出可能な負極及び正極、並びに非水系電解液を含む非水系電解液電池であり、通常、正極と負極とを上記本発明の非水系電解液が含浸されている多孔膜を介してケースに収納することで得られる。従って、本発明の非水系電解液二次電池の形状は特に制限されるものではなく、円筒型、角型、ラミネート型、コイン型、大型等のいずれであってもよい。
[Battery configuration]
The non-aqueous electrolyte secondary battery according to the present invention can occlude and release lithium ions as in the case of a conventionally known non-aqueous electrolyte secondary battery except that it is produced using the non-aqueous electrolyte of the present invention. A non-aqueous electrolyte battery including a negative electrode and a positive electrode and a non-aqueous electrolyte solution. Usually, the positive electrode and the negative electrode are accommodated in a case through a porous film impregnated with the non-aqueous electrolyte solution of the present invention. can get. Therefore, the shape of the non-aqueous electrolyte secondary battery of the present invention is not particularly limited, and may be any of a cylindrical shape, a square shape, a laminate shape, a coin shape, a large size, and the like.

[負極]
負極活物質としては、リチウムイオンを吸蔵・放出可能なものであれば特に制限はない。その具体例としては、炭素質材料、合金系材料、リチウム含有金属複合酸化物材料等が挙げられる。
これらの負極活物質は、単独で用いても、2種以上を混合して用いてもよい。中でも好ましいものは炭素質材料、合金系材料である。
黒鉛は、学振法によるX線回折で求めた格子面(002面)のd値(層間距離)が0.335〜0.338nm、特に0.335〜0.337nmであるものが好ましい。また、学振法によるX線回折で求めた結晶子サイズ(Lc)は、通常10nm以上、好ましくは50nm以上、特に好ましくは100nm以上である。灰分は、通常1質量%以下、好ましくは0.5質量%以下、特に好ましくは0.1質量%以下である。
[Negative electrode]
The negative electrode active material is not particularly limited as long as it can occlude and release lithium ions. Specific examples thereof include carbonaceous materials, alloy-based materials, lithium-containing metal composite oxide materials, and the like.
These negative electrode active materials may be used alone or in combination of two or more. Of these, carbonaceous materials and alloy materials are preferred.
Graphite preferably has a lattice plane (002 plane) d value (interlayer distance) of 0.335 to 0.338 nm, particularly 0.335 to 0.337 nm, as determined by X-ray diffraction using the Gakushin method. The crystallite size (Lc) determined by X-ray diffraction by the Gakushin method is usually 10 nm or more, preferably 50 nm or more, and particularly preferably 100 nm or more. The ash content is usually 1% by mass or less, preferably 0.5% by mass or less, and particularly preferably 0.1% by mass or less.

黒鉛の表面を非晶質の炭素で被覆したものとして好ましいのは、X線回折における格子面(002面)のd値が0.335〜0.338nmである黒鉛を核材とし、その表面に該核材よりもX線回折における格子面(002面)のd値が大きい炭素質材料が付着しており、かつ核材と核材よりもX線回折における格子面(002面)のd値が大きい炭素質材料との割合が質量比で99/1〜80/20であるものである。これを用いると、高い容量で、かつ電解液と反応しにくい負極を製造することができる。   The graphite surface coated with amorphous carbon is preferably graphite having a d-value of 0.335 to 0.338 nm on the lattice plane (002 plane) in X-ray diffraction as a core material. A carbonaceous material having a larger d-value on the lattice plane (002 plane) in X-ray diffraction than the core material is attached, and the d-value on the lattice plane (002 plane) in X-ray diffraction is greater than that of the core material and the core material. The ratio with respect to the carbonaceous material having a large is 99/1 to 80/20 in mass ratio. When this is used, a negative electrode having a high capacity and hardly reacting with the electrolytic solution can be produced.

炭素質材料の粒径は、レーザー回折・散乱法によるメジアン径で、通常1μm以上、好ましくは3μm以上、より好ましくは5μm以上、最も好ましくは7μm以上であり、通常100μm以下、好ましくは50μm以下、より好ましくは40μm以下、更に好ましくは30μm以下である。
炭素質材料のBET法による比表面積は、通常0.3m2/g以上、好ましくは0.5m2/g以上、より好ましくは0.7m2/g以上、更に好ましくは0.8m2/g以上であり、通常25.0m2/g以下、好ましくは20.0m2/g以下、より好ましくは15.0m2/g以下、更に好ましくは10.0m2/g以下である。
The particle size of the carbonaceous material is a median diameter measured by a laser diffraction / scattering method and is usually 1 μm or more, preferably 3 μm or more, more preferably 5 μm or more, most preferably 7 μm or more, and usually 100 μm or less, preferably 50 μm or less More preferably, it is 40 micrometers or less, More preferably, it is 30 micrometers or less.
The specific surface area of the carbonaceous material by the BET method is usually 0.3 m 2 / g or more, preferably 0.5 m 2 / g or more, more preferably 0.7 m 2 / g or more, still more preferably 0.8 m 2 / g. or more, usually 25.0 m 2 / g or less, preferably 20.0 m 2 / g, more preferably 15.0 m 2 / g or less, still more preferably 10.0 m 2 / g or less.

また、炭素質材料は、アルゴンイオンレーザー光を用いたラマンスペクトルで分析し、1570〜1620cm-1の範囲にあるピークPAのピーク強度をIA、1300〜1400cm-1の範囲にあるピークPBのピーク強度をIBとした場合、IBとIAの比で表されるR値(=IB/IA)が、0.01〜0.7の範囲であるものが好ましい。また、1570〜1620cm-1の範囲にあるピークの半値幅が、26cm-1以下、特に25cm-1以下であるものが好ましい。 Further, the carbonaceous material is analyzed by Raman spectrum using argon ion laser light, the peak is the peak intensity of the peak P A in the range of 1570~1620cm -1 I A, in the range of 1300~1400cm -1 P If the peak intensity of the B was I B, R value represented by the ratio of I B and I a (= I B / I a) is what is preferably in the range of 0.01 to 0.7. Further, the half width of the peak in the range of 1570~1620Cm -1 is, 26cm -1 or less, are preferred in particular 25 cm -1 or less.

合金系材料としては、リチウムを吸蔵・放出可能であれば特に限定はされず、リチウム合金を形成する単体金属及び合金、又はそれらの酸化物、炭化物、窒化物、珪化物、硫化物、リン化物等の化合物のいずれであってもよい。好ましくはリチウム合金を形成する単体金属及び合金を含む材料であり、13族及び14族の金属・半金属元素(即ち炭素を除く)を含む材料あることがより好ましく、更にはアルミニウム、ケイ素、及びスズ(これらを以下「特定金属元素」という場合がある)の単体金属、及びこれらの元素を含む合金又は化合物である事が好ましい。   The alloy material is not particularly limited as long as it can occlude / release lithium, and single metals and alloys forming lithium alloys, or oxides, carbides, nitrides, silicides, sulfides, and phosphides thereof. Any of these compounds may be used. Preferably, it is a material containing a single metal and an alloy forming a lithium alloy, more preferably a material containing a group 13 and group 14 metal / metalloid element (that is, excluding carbon), and further, aluminum, silicon, and It is preferably a simple metal of tin (which may be hereinafter referred to as “specific metal element”), and an alloy or compound containing these elements.

特定金属元素から選ばれる少なくとも1種の元素を有する負極活物質の例としては、何れか1種の特定金属元素の金属単体、2種以上の特定金属元素からなる合金、1種又は2種以上の特定金属元素とその他の1種又は2種以上の金属元素とからなる合金、並びに、1種又は2種以上の特定金属元素を含有する化合物、及びその化合物の酸化物、炭化物、窒化物、珪化物、硫化物、リン化物等の複合化合物が挙げられる。負極活物質としてこれらの金属単体、合金又は金属化合物を用いることで、電池の高容量化が可能である。   Examples of the negative electrode active material having at least one element selected from specific metal elements include a single metal element of any one specific metal element, an alloy composed of two or more specific metal elements, one type, or two or more types An alloy composed of the specific metal element and one or more other metal elements, a compound containing one or more specific metal elements, and oxides, carbides, nitrides of the compounds, Examples include composite compounds such as silicides, sulfides, and phosphides. By using these simple metals, alloys or metal compounds as the negative electrode active material, the capacity of the battery can be increased.

また、これらの複合化合物が、金属単体、合金、又は非金属元素等の数種の元素と複雑に結合した化合物も例として挙げることができる。より具体的には、例えばケイ素やスズでは、これらの元素と負極として動作しない金属との合金を用いることができる。また例えばスズでは、スズとケイ素以外で負極として作用する金属と、更に負極として動作しない金属と、非金属元素との組み合わせで5〜6種の元素を含むような複雑な化合物も用いることができる。   Moreover, the compound which these complex compounds combined with several elements, such as a metal simple substance, an alloy, or a nonmetallic element, can also be mentioned as an example. More specifically, for example, in silicon and tin, an alloy of these elements and a metal that does not operate as a negative electrode can be used. In addition, for example, in the case of tin, a complex compound containing 5 to 6 kinds of elements in combination with a metal that acts as a negative electrode other than tin and silicon, a metal that does not operate as a negative electrode, and a nonmetallic element can also be used. .

これらの負極活物質の中でも、電池にしたときに単位質量当りの容量が大きいことから、何れか1種の特定金属元素の金属単体、2種以上の特定金属元素の合金、特定金属元素の酸化物や炭化物、窒化物等が好ましく、特に、ケイ素及び/又はスズの金属単体、合金、酸化物や炭化物、窒化物等が、単位質量当りの容量が大きく好ましい。
また、金属単体又は合金を用いるよりは単位質量当りの容量には劣るものの、サイクル特性に優れることから、ケイ素及び/又はスズを含有する以下の化合物も好ましい。
Among these negative electrode active materials, since the capacity per unit mass is large when a battery is formed, any one metal element of a specific metal element, an alloy of two or more specific metal elements, oxidation of a specific metal element A material, carbide, nitride or the like is preferable, and silicon and / or tin metal alone, an alloy, an oxide, carbide, nitride, or the like is particularly preferable because of its large capacity per unit mass.
In addition, although the capacity per unit mass is inferior to that of using a single metal or an alloy, the following compounds containing silicon and / or tin are also preferred because of excellent cycle characteristics.

・ケイ素及び/又はスズと酸素との元素比が通常0.5以上であり、好ましくは0.7以上、更に好ましくは0.9以上、また、通常1.5以下であり、好ましくは1.3以下、更に好ましくは1.1以下のケイ素及び/又はスズの酸化物。
・ケイ素及び/又はスズと窒素との元素比が通常0.5以上であり、好ましくは0.7以上、更に好ましくは0.9以上、また、通常1.5以下であり、好ましくは1.3以下、更に好ましくは1.1以下のケイ素及び/又はスズの窒化物。
・ケイ素及び/又はスズと炭素との元素比が通常0.5以上であり、好ましくは0.7以上、更に好ましくは0.9以上、また、通常1.5以下であり、好ましくは1.3以下、更に好ましくは1.1以下のケイ素及び/又はスズの炭化物。
また、これらの合金系材料は粉末のものでも薄膜状のものでもよく、結晶質のものでもアモルファスのものでもよい。
The element ratio of silicon and / or tin to oxygen is usually 0.5 or more, preferably 0.7 or more, more preferably 0.9 or more, and usually 1.5 or less, preferably 1. Silicon and / or tin oxide of 3 or less, more preferably 1.1 or less.
-Element ratio of silicon and / or tin and nitrogen is usually 0.5 or more, preferably 0.7 or more, more preferably 0.9 or more, and usually 1.5 or less, preferably 1. Silicon and / or tin nitride of 3 or less, more preferably 1.1 or less.
The elemental ratio of silicon and / or tin to carbon is usually 0.5 or more, preferably 0.7 or more, more preferably 0.9 or more, and usually 1.5 or less, preferably 1. Silicon and / or tin carbide of 3 or less, more preferably 1.1 or less.
These alloy materials may be in the form of powder or thin film, and may be crystalline or amorphous.

合金系材料の平均粒径は、本願発明の効果を発現するためには、特に制限はないが、通常50μm以下、好ましくは20μm以下、特に好ましくは10μm以下、通常0.1μm以上、好ましくは1μm以上、特に好ましくは2μm以上である。粒径が大きすぎる場合、電極の膨張が大きくなり、サイクル特性が低下してしまう可能性がある。また、小さ過ぎる場合、集電が取りにくくなり、容量が十分に発現しない可能性がある。   The average particle diameter of the alloy-based material is not particularly limited in order to exhibit the effects of the present invention, but is usually 50 μm or less, preferably 20 μm or less, particularly preferably 10 μm or less, usually 0.1 μm or more, preferably 1 μm. As described above, it is particularly preferably 2 μm or more. If the particle size is too large, the expansion of the electrode is increased, and the cycle characteristics may be deteriorated. Moreover, when too small, it will become difficult to collect current, and capacity | capacitance may not fully express.

負極活物質として用いられるリチウム含有金属複合酸化物材料としては、リチウムを吸蔵・放出可能であれば、特に限定はされないが、リチウムとチタンの複合酸化物(以下、「リチウムチタン複合酸化物」と略記する)が好ましい。
また、リチウムチタン複合酸化物のリチウムやチタンの一部が、他の金属元素、例えば、Na、K、Co、Al、Fe、Mg、Cr、Ga、Cu、Zn及びNbからなる群より選ばれる少なくとも1種の元素で置換されているものも好ましい。
The lithium-containing metal composite oxide material used as the negative electrode active material is not particularly limited as long as it can occlude and release lithium. However, a lithium-titanium composite oxide (hereinafter referred to as “lithium-titanium composite oxide”) (Abbreviated) is preferred.
In addition, a part of lithium or titanium in the lithium titanium composite oxide is selected from the group consisting of other metal elements such as Na, K, Co, Al, Fe, Mg, Cr, Ga, Cu, Zn, and Nb. Those substituted with at least one element are also preferred.

更に、LiTiで表されるリチウムチタン複合酸化物であり、0.7≦x≦1.5、1.5≦y≦2.3、0≦z≦1.6であることが、リチウムイオンの吸蔵・放出の際の構造が安定であることから好ましい(Mは、Na、K、Co、Al、Fe、Mg、Cr、Ga、Cu、Zn及びNbからなる群より選ばれる少なくとも1種の元素を表わす)。 Furthermore, it is a lithium titanium composite oxide represented by Li x Ti y M z O 4 , and 0.7 ≦ x ≦ 1.5, 1.5 ≦ y ≦ 2.3, and 0 ≦ z ≦ 1.6. It is preferable that the structure at the time of occlusion / release of lithium ions is stable (M is a group consisting of Na, K, Co, Al, Fe, Mg, Cr, Ga, Cu, Zn, and Nb). Represents at least one element selected).

中でも、LiTiで表されるリチウムチタン複合酸化物のx、y、zが以下の(a)〜(c)のいずれかを満足する場合の構造が、電池性能のバランスが良好なため特に好ましい。
(a)1.2≦x≦1.4、1.5≦y≦1.7、z=0
(b)0.9≦x≦1.1、1.9≦y≦2.1、z=0
(c)0.7≦x≦0.9、2.1≦y≦2.3、z=0
特に好ましい代表的な組成は、(a)ではLi4/3Ti5/3、(b)ではLiTi、(c)ではLi4/5Ti11/5である。
また、Z≠0の場合の構造については、例えば、Li4/3Ti4/3Al1/3が好ましいものとして挙げられる。
Especially, the structure in the case where x, y, z of the lithium titanium composite oxide represented by Li x Ti y M z O 4 satisfies any of the following (a) to (c) is a balance of battery performance. Is particularly preferable because
(A) 1.2 ≦ x ≦ 1.4, 1.5 ≦ y ≦ 1.7, z = 0
(B) 0.9 ≦ x ≦ 1.1, 1.9 ≦ y ≦ 2.1, z = 0
(C) 0.7 ≦ x ≦ 0.9, 2.1 ≦ y ≦ 2.3, z = 0
A particularly preferred representative composition is Li 4/3 Ti 5/3 O 4 in (a), Li 1 Ti 2 O 4 in (b), and Li 4/5 Ti 11/5 O 4 in (c). .
As for the structure when Z ≠ 0, for example, Li 4/3 Ti 4/3 Al 1/3 O 4 is preferable.

[正極]
正極活物質としては、リチウムイオンを吸蔵・放出可能なものであれば特に制限はない。リチウムと少なくとも1種の遷移金属を含有する物質が好ましく、例えば、リチウム遷移金属複合酸化物、リチウム含有遷移金属リン酸化合物が挙げられる。
リチウム遷移金属複合酸化物の遷移金属としてはV、Ti、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu等が好ましく、具体例としては、LiCoO2等のリチウム・コバルト複合酸化物、LiNiO2等のリチウム・ニッケル複合酸化物、LiMnO2、LiMn、Li2MnO3等のリチウム・マンガン複合酸化物、これらのリチウム遷移金属複合酸化物の主体となる遷移金属原子の一部を他の金属で置換したもの、即ち、LiCoO2等のリチウム・コバルト複合酸化物のCoの一部をAl、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Li、Ni、Cu、Zn、Mg、Ga、Zr、Si等の他の金属で置換したもの、LiNiO2等のリチウム・ニッケル複合酸化物のNiの一部をAl、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Li、Cu、Zn、Mg、Ga、Zr、Si等の他の金属で置換したもの、LiMnO2、LiMn、Li2MnO3等のリチウム・マンガン複合酸化物のMnの一部をAl、Ti、V、Cr、Fe、Co、Li、Ni、Cu、Zn、Mg、Ga、Zr、Si等の他の金属で置換したもの等が挙げられる。置換されたものの中では、LiNi1-a-bMnaCob(a,bは0以上1未満の数字を表すが、a,bが共に0の場合を除く)、LiNi1-c-d-eCocAldMge(c,d,eは0以上1未満の数字を表すが、c,d,eが共に0の場合を除く)が好ましく、更にはLiNi1-a-bMnaCob(0≦a<0.4、0≦b<0.4)、LiNi1-c-d-eCocAldMge(0≦c<0.3、0≦d<0.1、0≦e<0.05)が好ましく、特にLiNi1/3Co01/3Mn1/32、LiNi0.5Co0.3Mn0.22、LiNi0.5Mn0.52、LiNi0.85Co0.10Al0.052、LiNi0.85Co0.10Al0.03Mg0.022が好ましい。
[Positive electrode]
The positive electrode active material is not particularly limited as long as it can occlude and release lithium ions. A substance containing lithium and at least one transition metal is preferable, and examples thereof include a lithium transition metal composite oxide and a lithium-containing transition metal phosphate compound.
The transition metal of the lithium transition metal composite oxide is preferably V, Ti, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu or the like, and specific examples include lithium / cobalt composite oxide such as LiCoO 2 or LiNiO 2 . Lithium / nickel composite oxides, LiMnO 2 , LiMn 2 O 4 , Li 2 MnO 3 and other lithium / manganese composite oxides, and some of the transition metal atoms that are the main components of these lithium transition metal composite oxides In other words, a part of Co in the lithium-cobalt composite oxide such as LiCoO 2 is replaced with Al, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Li, Ni, Cu, Zn, Mg, Ga, Zr, Si. those substituted with other metals like, a part of Ni Al of lithium-nickel composite oxides such as LiNiO 2, Ti, V, Cr , Mn, Fe, Co, Li, Cu, Zn, g, Ga, Zr, those substituted with other metal such as Si, LiMnO 2, LiMn 2 O 4 , Li 2 part Al of Mn MnO 3 and lithium-manganese composite oxide, Ti, V, Cr , Fe, Co, Li, Ni, Cu, Zn, Mg, Ga, Zr, Si and the like substituted with other metals. Among those substituted, LiNi 1-ab Mn a Co b O 2 (a, b each represents a number from 0 to less than 1, except in the case of a, b are both 0), LiNi 1-cde Co c al d Mg e O 2 (c , d, but e is a number from 0 to less than 1, c, d, excluding the case of e are both 0) are preferred, more LiNi 1-ab Mn a Co b O 2 (0 ≦ a <0.4, 0 ≦ b <0.4), LiNi 1-cde Co c Al d Mg e O 2 (0 ≦ c <0.3, 0 ≦ d <0.1, 0 ≦ e <0.05), particularly LiNi 1/3 Co 01/3 Mn 1/3 O 2 , LiNi 0.5 Co 0.3 Mn 0.2 O 2 , LiNi 0.5 Mn 0.5 O 2 , LiNi 0.85 Co 0.10 Al 0.05 O 2 , LiNi 0.85 Co 0.10 Al 0.03 Mg 0.02 O 2 is preferred.

リチウム含有遷移金属リン酸化合物の遷移金属としては、V、Ti、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu等が好ましく、具体例としては、例えば、LiFePO、Li3Fe2(PO3、LiFeP27等のリン酸鉄類、LiCoPO4等のリン酸コバルト類、これらのリチウム遷移金属リン酸化合物の主体となる遷移金属原子の一部を他の金属で置換したもの、即ち、LiFePO、Li3Fe2(PO3、LiFeP27等のリン酸鉄類のFeの一部を、Al、Ti、V、Cr、Mn、Co、Li、Ni、Cu、Zn、Mg、Ga、Zr、Nb、Si等の他の金属で置換したもの、LiCoPO4等のリン酸コバルト類のCoの一部をAl、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Li、Ni、Cu、Zn、Mg、Ga、Zr、Nb、Si等の他の金属で置換したもの等が挙げられる。 As the transition metal of the lithium-containing transition metal phosphate compound, V, Ti, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu and the like are preferable, and specific examples include, for example, LiFePO 4 , Li 3 Fe 2 (PO 4 ). 3 , iron phosphates such as LiFeP 2 O 7 , cobalt phosphates such as LiCoPO 4, etc., in which some of the transition metal atoms that are the main components of these lithium transition metal phosphate compounds are substituted with other metals, , LiFePO 4 , Li 3 Fe 2 (PO 4 ) 3 , LiFeP 2 O 7 and other iron phosphates such as Fe, Al, Ti, V, Cr, Mn, Co, Li, Ni, Cu, Zn Al, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Li, Ni, a part of Co of cobalt phosphates such as LiCoPO 4 substituted with other metals such as Mg, Ga, Zr, Nb, and Si Cu, Zn, Mg, Ga, Z Examples include those substituted with other metals such as r, Nb, and Si.

これらの正極活物質は単独で用いても、複数を併用しても良い。
また、これら正極活物質の表面に、主体となる正極活物質を構成する物質とは異なる組成の物質(表面付着物質)が付着したものを用いることもできる。表面付着物質としては酸化アルミニウム、酸化ケイ素、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、酸化カルシウム、酸化ホウ素、酸化アンチモン、酸化ビスマス等の酸化物、硫酸リチウム、硫酸ナトリウム、硫酸カリウム、硫酸マグネシウム、硫酸カルシウム、硫酸アルミニウム等の硫酸塩、炭酸リチウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム等の炭酸塩等が挙げられる。
These positive electrode active materials may be used alone or in combination.
In addition, a material in which a substance (surface adhering substance) having a composition different from that of the substance constituting the main cathode active material is attached to the surface of the cathode active material can be used. Surface adhering substances include aluminum oxide, silicon oxide, titanium oxide, zirconium oxide, magnesium oxide, calcium oxide, boron oxide, antimony oxide, bismuth oxide, lithium sulfate, sodium sulfate, potassium sulfate, magnesium sulfate, calcium sulfate And sulfates such as aluminum sulfate and carbonates such as lithium carbonate, calcium carbonate and magnesium carbonate.

表面付着物質の量としては、本願発明の効果を発現するためには、特に制限はないが、正極活物質に対して質量で、好ましくは0.1ppm以上、より好ましくは1ppm以上、更に好ましくは10ppm以上、好ましくは20%以下、より好ましくは10%以下、更に好ましくは5%以下で用いられる。表面付着物質により、正極活物質表面での非水系電解液の酸化反応を抑制することができ、電池寿命を向上させることができるが、その付着量が少なすぎる場合その効果は十分に発現せず、多すぎる場合には、リチウムイオンの出入りを阻害するため抵抗が増加する場合がある。   The amount of the surface adhering substance is not particularly limited in order to exhibit the effect of the present invention, but is preferably 0.1 ppm or more, more preferably 1 ppm or more, and still more preferably, by mass with respect to the positive electrode active material. It is used at 10 ppm or more, preferably 20% or less, more preferably 10% or less, and still more preferably 5% or less. The surface adhering substance can suppress the oxidation reaction of the non-aqueous electrolyte solution on the surface of the positive electrode active material, and can improve the battery life. However, when the amount of the adhering quantity is too small, the effect is not sufficiently exhibited. If the amount is too large, the resistance may increase in order to inhibit the entry and exit of lithium ions.

[電極]
活物質を結着する結着剤としては、電極製造時に使用する溶媒や電解液に対して安定な材料であれば、任意のものを使用することができる。例えば、ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン等のフッ素系樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン、スチレン・ブタジエンゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴム等の不飽和結合を有するポリマー、エチレン−アクリル酸共重合体、エチレン−メタクリル酸共重合体等のアクリル酸系ポリマー等が挙げられる。
[electrode]
As the binder for binding the active material, any material can be used as long as it is a material that is stable with respect to the solvent and the electrolyte used in manufacturing the electrode. For example, fluorine resins such as polyvinylidene fluoride and polytetrafluoroethylene, polyolefins such as polyethylene and polypropylene, polymers having unsaturated bonds such as styrene / butadiene rubber, isoprene rubber and butadiene rubber, ethylene-acrylic acid copolymers, An acrylic acid polymer such as an ethylene-methacrylic acid copolymer may be used.

電極中には、機械的強度や電気伝導度を高めるために増粘剤、導電材、充填剤等を含有させてもよい。
増粘剤としては、カルボキシルメチルセルロース、メチルセルロース、ヒドロキシメチルセルロース、エチルセルロース、ポリビニルアルコール、酸化スターチ、リン酸化スターチ、ガゼイン等が挙げられる。
The electrode may contain a thickener, a conductive material, a filler and the like in order to increase mechanical strength and electrical conductivity.
Examples of the thickener include carboxymethyl cellulose, methyl cellulose, hydroxymethyl cellulose, ethyl cellulose, polyvinyl alcohol, oxidized starch, phosphorylated starch, and casein.

導電材としては、銅又はニッケル等の金属材料、グラファイト又はカーボンブラック等の炭素材料等が挙げられる。
電極の製造は、常法によればよい。例えば、負極又は正極活物質に、結着剤、増粘剤、導電材、溶媒等を加えてスラリー化し、これを集電体に塗布、乾燥した後に、プレスすることによって形成することができる。
Examples of the conductive material include metal materials such as copper and nickel, and carbon materials such as graphite and carbon black.
The electrode may be manufactured by a conventional method. For example, it can be formed by adding a binder, a thickener, a conductive material, a solvent or the like to a negative electrode or a positive electrode active material to form a slurry, applying the slurry to a current collector, drying it, and then pressing it.

また、活物質に結着剤や導電材等を加えたものをそのままロール成形してシート電極としたり、圧縮成型によりペレット電極としたり、蒸着・スパッタ・メッキ等の手法で集電体上に電極材料の薄膜を形成することもできる。
負極活物質に黒鉛を用いた場合、負極活物質層の乾燥、プレス後の密度は、通常1.45g/cm3以上であり、好ましくは1.55g/cm3以上、より好ましくは1.60g/cm3以上、特に好ましくは1.65g/cm3以上、である。
In addition, a material obtained by adding a binder or a conductive material to an active material is roll-formed as it is to form a sheet electrode, a pellet electrode is formed by compression molding, and an electrode is formed on the current collector by techniques such as vapor deposition, sputtering, or plating. A thin film of material can also be formed.
When graphite is used as the negative electrode active material, the density of the negative electrode active material layer after drying and pressing is usually 1.45 g / cm 3 or more, preferably 1.55 g / cm 3 or more, more preferably 1.60 g. / Cm 3 or more, particularly preferably 1.65 g / cm 3 or more.

また、正極活物質層の乾燥、プレス後の密度は、通常2.0g/cm3以上であり、好ましくは2.5g/cm3以上、より好ましくは3.0g/cm3以上である。
集電体としては各種のものが用いることができるが、通常は金属や合金が用いられる。負極の集電体としては、銅、ニッケル、ステンレス等が挙げられ、好ましいのは銅である。また、正極の集電体としては、アルミニウム、チタン、タンタル等の金属又はその合金が挙げられ、好ましいのはアルミニウム又はその合金である。
The density of the positive electrode active material layer after drying and pressing is usually 2.0 g / cm 3 or more, preferably 2.5 g / cm 3 or more, more preferably 3.0 g / cm 3 or more.
Various types of current collectors can be used, but metals and alloys are usually used. Examples of the current collector for the negative electrode include copper, nickel, and stainless steel, and copper is preferred. Examples of the positive electrode current collector include metals such as aluminum, titanium, and tantalum, and alloys thereof, and aluminum or an alloy thereof is preferable.

[セパレータ、外装体]
正極と負極の間には、短絡を防止するために多孔膜(セパレータ)を介在させる。この場合、電解液は多孔膜に含浸させて用いる。多孔膜の材質や形状は、電解液に安定であり、かつ保液性に優れていれば、特に制限はなく、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィンを原料とする多孔性シート又は不織布等が好ましい。
本発明に係る電池に使用する電池の外装体の材質も任意であり、ニッケルメッキを施した鉄、ステンレス、アルミニウム又はその合金、ニッケル、チタン、ラミネートフィルム等が用いられる。
上記した本発明の非水系電解液二次電池の作動電圧は通常2V〜6Vの範囲である。
[Separator, exterior body]
A porous film (separator) is interposed between the positive electrode and the negative electrode to prevent a short circuit. In this case, the electrolytic solution is used by impregnating the porous membrane. The material and shape of the porous film are not particularly limited as long as it is stable to the electrolytic solution and excellent in liquid retention, and a porous sheet or nonwoven fabric made of a polyolefin such as polyethylene or polypropylene is preferable.
The material of the battery casing used in the battery according to the present invention is also arbitrary, and nickel-plated iron, stainless steel, aluminum or an alloy thereof, nickel, titanium, a laminate film, or the like is used.
The operating voltage of the non-aqueous electrolyte secondary battery of the present invention described above is usually in the range of 2V to 6V.

[作用機構]
本発明に係る非水系電解液が、初期効率、低温放電特性や高温保存時の発生ガス量を抑制する理由は明らかではなく、また、本発明は下記作用機構に限定されるものではないが、次のように推察される。
化学式(I)で表されるフッ素置換エーテルは、負極上で還元され負極表面上に安定な保護皮膜を形成し、電解液成分の副反応を抑制することで、充放電効率の上昇や高温保存時の発生ガス量の抑制の効果をもたらしているものと考えられる。且つ、蒸気圧が適切な範囲となることで、高温保存時の発生ガス量を抑制しているものと考えられる。また、化学式(I)で表されるフッ素置換エーテルは他の溶媒との相溶性に優れるため、低温下やリチウムイオン濃度が変化した場合などにも相分離を起こさず、放電特性が向上するものと考えられる。
[Action mechanism]
The reason why the nonaqueous electrolytic solution according to the present invention suppresses the initial efficiency, the low temperature discharge characteristics and the amount of gas generated during high temperature storage is not clear, and the present invention is not limited to the following mechanism of action. It is guessed as follows.
The fluorine-substituted ether represented by the chemical formula (I) is reduced on the negative electrode to form a stable protective film on the negative electrode surface, and suppresses side reactions of the electrolyte components, thereby increasing charge / discharge efficiency and storing at high temperature. It is thought that this has the effect of suppressing the amount of gas generated at the time. In addition, it is considered that the amount of gas generated during high-temperature storage is suppressed by setting the vapor pressure within an appropriate range. In addition, since the fluorine-substituted ether represented by the chemical formula (I) is excellent in compatibility with other solvents, it does not cause phase separation even at low temperatures or when the lithium ion concentration is changed, thereby improving discharge characteristics. it is conceivable that.

モノフルオロリン酸塩やジフルオロリン酸塩は、正極上に吸着しリチウムイオンの移動を補助することで、放電特性を向上させるものと考えられる。モノフルオロリン酸塩やジフルオロリン酸塩はいずれも、イオン強度やイオン体積が類似した無機アニオンからなり、同様の効果を発現させるものと考えられる。また、これらの塩は電解液中で電離したアニオンにより効果を生じるため、カウンターカチオンの種類に関係なく、同様に正極上でリチウムイオンの移動の補助をすることができると考えられる。   Monofluorophosphate and difluorophosphate are considered to improve discharge characteristics by adsorbing on the positive electrode and assisting the movement of lithium ions. Monofluorophosphate and difluorophosphate are both composed of inorganic anions having similar ionic strength and ion volume, and are considered to exhibit the same effect. Moreover, since these salts produce an effect by the anion ionized in the electrolytic solution, it is considered that lithium ions can be similarly transferred on the positive electrode regardless of the type of the counter cation.

また、化学式(I)で表されるフッ素置換エーテルと、エチレンカーボネート及び炭素−炭素不飽和結合を有する環状カーボネート化合物を含む三種以上の環状カーボネートを含有し、且つエチレンカーボネートの体積が他の環状カーボネートの合計量より少ない範囲とすることで、リチウムイオン濃度を維持しつつ、エチレンカーボネートの正極上での酸化分解の反応量を抑制することができるので、高温保存ガス量の抑制がなされているものと考えられる。   In addition, the fluorine-containing ether represented by the chemical formula (I) and three or more cyclic carbonates including ethylene carbonate and a cyclic carbonate compound having a carbon-carbon unsaturated bond, and the volume of ethylene carbonate is another cyclic carbonate. By keeping the lithium ion concentration in a range that is less than the total amount, the amount of oxidative decomposition of ethylene carbonate on the positive electrode can be suppressed, so that the amount of high-temperature storage gas is suppressed it is conceivable that.

以下、実施例及び比較例を挙げて本発明を更に具体的に説明するが、本発明は、その要旨を超えない限り、これらの実施例に限定されるものではない。
尚、下記実施例及び比較例で得られた電池の各評価方法を以下に示す。
[初期効率評価]
非水系電解液二次電池を、ガラス板で挟んで加圧した状態で、25℃において、0.2Cに相当する定電流で4.1Vまで充電した後、0.2Cの定電流で3Vまで放電した。これを3サイクル行って電池を安定させた。次いで、0.7Cの定電流で4.2Vまで充電後、4.2Vの定電圧で電流値が0.05Cになるまで充電を実施し初期充電容量を求めた。この後、0.2Cの定電流で3Vまで放電して、初期放電容量を求めた。初期充電容量に対する初期放電容量の割合を求め、これを初期効率(%)とした。
ここで、1Cとは電池の基準容量を1時間で放電する電流値を表し、例えば、0.2Cとはその1/5の電流値を表す。
EXAMPLES Hereinafter, although an Example and a comparative example are given and this invention is demonstrated further more concretely, this invention is not limited to these Examples, unless the summary is exceeded.
In addition, each evaluation method of the battery obtained by the following Example and the comparative example is shown below.
[Initial efficiency evaluation]
A nonaqueous electrolyte secondary battery is charged to 4.1 V with a constant current corresponding to 0.2 C at 25 ° C. in a state of being pressed between glass plates, and then up to 3 V with a constant current of 0.2 C. Discharged. This was performed for 3 cycles to stabilize the battery. Next, after charging to 4.2 V with a constant current of 0.7 C, charging was performed until the current value reached 0.05 C with a constant voltage of 4.2 V, and the initial charge capacity was determined. Then, it discharged to 3V with the constant current of 0.2C, and calculated | required the initial stage discharge capacity. The ratio of the initial discharge capacity to the initial charge capacity was determined, and this was defined as the initial efficiency (%).
Here, 1C represents a current value for discharging the reference capacity of the battery in one hour, and for example, 0.2C represents a current value of 1/5 thereof.

[低温放電特性評価試験]
初期容量評価試験の終了した電池を、25℃において0.7Cの定電流で4.2Vまで充電後、4.2Vの定電圧で電流値が0.05Cになるまで充電した。次いで−10℃まで冷却させ、1Cの定電流で3Vまで放電し、低温放電容量を求めた。初期放電容量に対する低温放電容量の割合を求め、これを低温放電特性(%)とした。
[Low-temperature discharge characteristics evaluation test]
After completion of the initial capacity evaluation test, the battery was charged to 4.2 V with a constant current of 0.7 C at 25 ° C., and then charged to a current value of 0.05 C with a constant voltage of 4.2 V. Subsequently, it was cooled to −10 ° C. and discharged to 3 V at a constant current of 1 C, and the low temperature discharge capacity was determined. The ratio of the low-temperature discharge capacity to the initial discharge capacity was determined, and this was defined as the low-temperature discharge characteristic (%).

[高温保存時発生ガス量評価試験]
初期効率評価試験の終了した電池を、25℃において0.7Cの定電流で4.2Vまで充電後、4.2Vの定電圧で電流値が0.05Cになるまで充電した。次いで、エタノール浴中に浸して体積を測定した後、85℃で1日間保存した。
電池を25℃まで冷却させた後、エタノール浴中に浸して体積を測定し、保存前後の体積変化から発生したガス量を求めた。
[Evaluation test of gas generated during high temperature storage]
After completion of the initial efficiency evaluation test, the battery was charged to 4.2 V at a constant current of 0.7 C at 25 ° C., and then charged to a current value of 0.05 C at a constant voltage of 4.2 V. Then, after immersing in an ethanol bath and measuring the volume, it was stored at 85 ° C. for 1 day.
The battery was cooled to 25 ° C. and then immersed in an ethanol bath to measure the volume, and the amount of gas generated from the volume change before and after storage was determined.

(実施例1)
<非水系電解液の調製>
乾燥アルゴン雰囲気下、エチレンカーボネート(EC)とブチレンカーボネート(BC)とエチルメチルカーボネート(EMC)と、1,1,2,2−テトラフルオロエチル−2,2,3,3−テトラフルオロプロピルエーテル(A1)の混合溶媒(容量比30:10:55:5)に、非水系電解液中の含有量としてジフルオロリン酸リチウム(B1)0.5質量%を混合し、次いで十分に乾燥したLiPF6を1モル/リットルの割合となるように溶解して電解液を調製した。
Example 1
<Preparation of non-aqueous electrolyte solution>
Under a dry argon atmosphere, ethylene carbonate (EC), butylene carbonate (BC), ethyl methyl carbonate (EMC), 1,1,2,2-tetrafluoroethyl-2,2,3,3-tetrafluoropropyl ether ( A mixed solvent of A1) (capacity ratio 30: 10: 55: 5) was mixed with 0.5% by mass of lithium difluorophosphate (B1) as the content in the non-aqueous electrolyte, and then fully dried LiPF 6 Was dissolved to a ratio of 1 mol / liter to prepare an electrolytic solution.

<正極の作製>
正極活物質としてのリチウムコバルト酸化物(LiCoO2)94質量%と、導電材としてアセチレンブラック3質量%と、結着剤としてのポリフッ化ビニリデン(PVdF)3質量%とを、N−メチルピロリドン溶媒中で、ディスパーザーで混合してスラリー化した。これを厚さ15μmのアルミニウム箔の両面に均一に塗布、乾燥した後、正極活物質層の密度が3.1g/cm3になるようにプレスして正極を作製した。
<Preparation of positive electrode>
An N-methylpyrrolidone solvent containing 94% by mass of lithium cobalt oxide (LiCoO 2 ) as a positive electrode active material, 3% by mass of acetylene black as a conductive material, and 3% by mass of polyvinylidene fluoride (PVdF) as a binder The slurry was mixed with a disperser. This was uniformly applied on both sides of a 15 μm thick aluminum foil, dried, and then pressed so that the density of the positive electrode active material layer was 3.1 g / cm 3 to produce a positive electrode.

<負極の作製>
負極活物質として人造黒鉛粉末KS−44(ティムカル社製、商品名)98質量部に、増粘剤、バインダーとしてそれぞれ、カルボキシメチルセルロースナトリウムの水性ディスパージョン(カルボキシメチルセルロースナトリウムの濃度1質量%)100質量部、及び、スチレン−ブタジエンゴムの水性ディスパージョン(スチレン−ブタジエンゴムの濃度50質量%)2質量部を加え、ディスパーザーで混合してスラリー化した。このスラリーを厚さ10μmの銅箔の片面に均一に塗布、乾燥した後、負極活物質層の密度が1.6g/cm3になるようにプレスして負極を作製した。
<Production of negative electrode>
Artificial graphite powder KS-44 (trade name, manufactured by Timcal Co., Ltd.) as a negative electrode active material, 98 parts by mass, an aqueous dispersion of sodium carboxymethylcellulose (concentration of 1% by mass of carboxymethylcellulose sodium) as a thickener and a binder, respectively, 100 mass And 2 parts by weight of an aqueous dispersion of styrene-butadiene rubber (concentration of styrene-butadiene rubber 50% by weight) were added and mixed with a disperser to form a slurry. This slurry was uniformly applied to one side of a 10 μm thick copper foil, dried, and then pressed so that the density of the negative electrode active material layer was 1.6 g / cm 3 to prepare a negative electrode.

<二次電池の作製>
上記の正極、負極、及びポリエチレン製のセパレータを、正極、セパレータ、負極、セパレータ、正極の順に積層して電池要素を作製した。この電池要素をアルミニウム(厚さ40μm)の両面を樹脂層で被覆したラミネートフィルムからなる袋内に正・負極の端子を突設させながら挿入した後、非水系電解液を袋内に注入し、真空封止を行ない、シート状の非水系電解液二次電池を作製した。
この非水系電解液二次電池を用いて、初期効率評価試験、低温放電特性評価試験及び高温保存時発生ガス量評価試験を実施した。評価結果を表2に示す。
<Production of secondary battery>
The positive electrode, the negative electrode, and the polyethylene separator were laminated in the order of the positive electrode, the separator, the negative electrode, the separator, and the positive electrode to produce a battery element. After inserting this battery element into a bag made of a laminate film in which both surfaces of aluminum (thickness 40 μm) are coated with a resin layer while projecting positive and negative terminals, a non-aqueous electrolyte solution is injected into the bag, Vacuum sealing was performed to produce a sheet-like non-aqueous electrolyte secondary battery.
Using this non-aqueous electrolyte secondary battery, an initial efficiency evaluation test, a low temperature discharge characteristic evaluation test, and a generated gas amount evaluation test during high temperature storage were performed. The evaluation results are shown in Table 2.

(実施例2〜13、比較例1〜11)
表1に記載した組成の非水系電解液を用いた以外は実施例1と同様にし、初期効率評価試験、低温放電特性評価試験及び高温保存時発生ガス量評価試験を実施した。評価結果を表2に示す。
(Examples 2 to 13, Comparative Examples 1 to 11)
An initial efficiency evaluation test, a low temperature discharge characteristic evaluation test, and a generated gas amount evaluation test during high temperature storage were carried out in the same manner as in Example 1 except that the nonaqueous electrolytic solution having the composition shown in Table 1 was used. The evaluation results are shown in Table 2.

ここで表1における記号は以下の通りである。
EC:エチレンカーボネート
VC:ビニレンカーボネート
VEC:ビニルエチレンカーボネート
BC:ブチレンカーボネート
PC:プロピレンカーボネート
FEC:フルオロエチレンカーボネート
A1:1,1,2,2−テトラフルオロエチル−2,2,3,3−テトラフルオロプロピルエーテル(CFHCFCHOCFCFH)
A2:1,1,2,2−テトラフルオロエチル−2,2,3,3,3−ペンタフルオロプロピルエーテル(CFCFCHOCFCFH)
A3:エトキシ−2,2,2−トリフルオロエトキシ−エタン(CFCHOCHCHOCHCH
B1:ジフルオロリン酸リチウム
Here, the symbols in Table 1 are as follows.
EC: ethylene carbonate VC: vinylene carbonate VEC: vinyl ethylene carbonate BC: butylene carbonate PC: propylene carbonate FEC: fluoroethylene carbonate A1: 1,1,2,2-tetrafluoroethyl-2,2,3,3-tetrafluoro Propyl ether (CF 2 HCF 2 CH 2 OCF 2 CF 2 H)
A2: 1,1,2,2-tetrafluoroethyl-2,2,3,3,3-pentafluoropropyl ether (CF 3 CF 2 CH 2 OCF 2 CF 2 H)
A3: Ethoxy-2,2,2-trifluoroethoxy-ethane (CF 3 CH 2 OCH 2 CH 2 OCH 2 CH 3 )
B1: Lithium difluorophosphate

Figure 2011187234
Figure 2011187234

Figure 2011187234
Figure 2011187234

表2より、実施例1と比較例1および2との比較から、化学式(I)で表されるフッ素置換エーテル及びはジフルオロリン酸塩を同時に使用することにより、初期効率、低温放電特性が向上し、且つ高温保存時発生ガス量が抑制されていることがわかる。
また、化学式(I)で表されるフッ素置換エーテルと、エチレンカーボネートと炭素−炭素不飽和結合を有する環状カーボネート化合物を含む三種以上の環状カーボネートを含有し、且つエチレンカーボネートの体積が他の環状カーボネートの合計量より少ない範囲とすることで、初期効率、低温放電特性が向上し、且つ高温保存時発生ガス量が抑制されていることがわかる(実施例2、6)。
加えて、ジフルオロリン酸塩を同時に使用することにより更に、初期効率、低温放電特性が向上し、且つ高温保存時発生ガス量が抑制されることがわかる(実施例3〜5、7〜9)。
From Table 2, comparison between Example 1 and Comparative Examples 1 and 2 improves initial efficiency and low-temperature discharge characteristics by simultaneously using a fluorine-substituted ether represented by chemical formula (I) and difluorophosphate. In addition, it can be seen that the amount of gas generated during high-temperature storage is suppressed.
Further, it contains three or more kinds of cyclic carbonates including a fluorine-substituted ether represented by chemical formula (I) and ethylene carbonate and a cyclic carbonate compound having a carbon-carbon unsaturated bond, and the volume of ethylene carbonate is another cyclic carbonate. It can be seen that the initial efficiency and the low-temperature discharge characteristics are improved and the amount of gas generated during high-temperature storage is suppressed by setting the amount to a range smaller than the total amount (Examples 2 and 6).
In addition, it can be seen that simultaneous use of difluorophosphate further improves the initial efficiency and low-temperature discharge characteristics, and suppresses the amount of gas generated during high-temperature storage (Examples 3 to 5, 7 to 9). .

[相溶性試験]
(実施例10)
乾燥アルゴン雰囲気下、エチレンカーボネート(EC)とエチルメチルカーボネート(EMC)と1,1,2,2−テトラフルオロエチル−2,2,3,3−テトラフルオロプロピルエーテル(A1)の混合溶媒(容量比30:50:20)に、十分に乾燥したLiPF6を1モル/リットルの割合となるように溶解した。この電解液を25℃及び−10℃にて目視で確認したところ、相分離は観察されなかった。
[Compatibility test]
(Example 10)
Under a dry argon atmosphere, a mixed solvent (capacity) of ethylene carbonate (EC), ethyl methyl carbonate (EMC) and 1,1,2,2-tetrafluoroethyl-2,2,3,3-tetrafluoropropyl ether (A1) In a ratio of 30:50:20), fully dried LiPF 6 was dissolved at a ratio of 1 mol / liter. When this electrolytic solution was visually confirmed at 25 ° C. and −10 ° C., no phase separation was observed.

(実施例11)
乾燥アルゴン雰囲気下、エチレンカーボネート(EC)とエチルメチルカーボネート(EMC)と1,1,2,2−テトラフルオロエチル−2,2,3,3,3−ペンタフルオロプロピルエーテル(A2)の混合溶媒(容量比30:50:20)に、十分に乾燥したLiPF6を1モル/リットルの割合となるように溶解した。この電解液を25℃及び−10℃にて目視で確認したところ、相分離は観察されなかった。
(Example 11)
Mixed solvent of ethylene carbonate (EC), ethyl methyl carbonate (EMC) and 1,1,2,2-tetrafluoroethyl-2,2,3,3,3-pentafluoropropyl ether (A2) in a dry argon atmosphere In a volume ratio of 30:50:20, LiPF 6 that was sufficiently dried was dissolved at a ratio of 1 mol / liter. When this electrolytic solution was visually confirmed at 25 ° C. and −10 ° C., no phase separation was observed.

(実施例12)
乾燥アルゴン雰囲気下、エチレンカーボネート(EC)とエチルメチルカーボネート(EMC)とエトキシ−2,2,2−トリフルオロエトキシ−エタン(A3)の混合溶媒(容量比30:50:20)に、十分に乾燥したLiPF6を1モル/リットルの割合となるように溶解した。この電解液を25℃及び−10℃にて目視で確認したところ、相分離は観察されなかった。
(Example 12)
In a dry argon atmosphere, a mixture solvent of ethylene carbonate (EC), ethyl methyl carbonate (EMC) and ethoxy-2,2,2-trifluoroethoxy-ethane (A3) (volume ratio 30:50:20) Dry LiPF 6 was dissolved at a rate of 1 mol / liter. When this electrolytic solution was visually confirmed at 25 ° C. and −10 ° C., no phase separation was observed.

(比較例3)
乾燥アルゴン雰囲気下、エチレンカーボネート(EC)とエチルメチルカーボネート(EMC)とノナフルオロブチルエチルエーテルの混合溶媒(容量比30:50:20)に、十分に乾燥したLiPF6を1モル/リットルの割合となるように溶解した。この電解液を25℃及び−10℃にて目視で確認したところ、いずれの温度においても相分離が観察された。
(Comparative Example 3)
In a dry argon atmosphere, a well-dried LiPF 6 in a mixed solvent of ethylene carbonate (EC), ethyl methyl carbonate (EMC), and nonafluorobutyl ethyl ether (volume ratio 30:50:20) was 1 mol / liter. It dissolved so that it might become. When this electrolytic solution was visually confirmed at 25 ° C. and −10 ° C., phase separation was observed at any temperature.

実施例10乃至13と比較例3との比較から、化学式(I)で表されるフッ素置換エーテルを用いることで相溶性が向上し、電解液の安定性が増していることがわかる。   From comparison between Examples 10 to 13 and Comparative Example 3, it can be seen that the use of the fluorine-substituted ether represented by the chemical formula (I) improves the compatibility and increases the stability of the electrolytic solution.

本発明によれば、初期効率、低温放電特性に優れ、且つ高温保存時発生ガス量が抑制された非水系電解液電池を提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide a non-aqueous electrolyte battery that is excellent in initial efficiency and low-temperature discharge characteristics and has a suppressed amount of gas generated during high-temperature storage.

Claims (7)

リチウムイオンを吸蔵・放出可能な負極及び正極、並びに非水系電解液とを備える非水系電解液二次電池に用いられる非水系電解液であって、該非水系電解液が、化学式(I)で表されるフッ素置換エーテル及び、モノフルオロリン酸塩及び/又はジフルオロリン酸塩を含有することを特徴とする非水系電解液。
Figure 2011187234
(式中、Rfは、水素原子、フッ素原子、少なくとも一部の水素原子がフッ素原子で置換されたアルキル基又は少なくとも一部の水素原子がフッ素原子で置換されたアルコキシアルキル基を示す。Rfは、末端の炭素原子に結合した一つの水素原子を除く、少なくとも一部の水素原子がフッ素原子で置換されたアルキル基又は少なくとも一部の水素原子がフッ素原子で置換されていてもよいアルコキシアルキル基を示す。)
A non-aqueous electrolyte solution used in a non-aqueous electrolyte secondary battery comprising a negative electrode and a positive electrode capable of inserting and extracting lithium ions, and a non-aqueous electrolyte solution, wherein the non-aqueous electrolyte solution is represented by the chemical formula (I). A non-aqueous electrolytic solution containing a fluorine-substituted ether and a monofluorophosphate and / or difluorophosphate.
Figure 2011187234
(In the formula, Rf 1 represents a hydrogen atom, a fluorine atom, an alkyl group in which at least some of the hydrogen atoms are substituted with fluorine atoms, or an alkoxyalkyl group in which at least some of the hydrogen atoms are substituted with fluorine atoms. Rf 2 represents an alkyl group in which at least some of the hydrogen atoms are substituted with fluorine atoms, excluding one hydrogen atom bonded to the terminal carbon atom, or alkoxy in which at least some of the hydrogen atoms are optionally substituted with fluorine atoms Represents an alkyl group.)
化学式(I)中、Rfが、水素原子、フッ素原子、少なくとも一部の水素原子がフッ素原子で置換されたメチル基を示し、Rfが、末端の炭素原子に結合した一つの水素原子を除く、少なくとも一部の水素原子がフッ素原子で置換された炭素数1〜3のアルキル基又は少なくとも一部の水素原子がフッ素で置換されていてもよい炭素数2〜5のアルコキシアルキル基を示す、ことを特徴とする請求項1に記載の非水系電解液。 In the chemical formula (I), Rf 1 represents a hydrogen atom, a fluorine atom, a methyl group in which at least a part of hydrogen atoms are substituted with a fluorine atom, and Rf 2 represents one hydrogen atom bonded to a terminal carbon atom. And an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms in which at least a part of hydrogen atoms are substituted with fluorine atoms or an alkoxyalkyl group having 2 to 5 carbon atoms in which at least a part of hydrogen atoms may be substituted with fluorine. The non-aqueous electrolyte solution according to claim 1, wherein: リチウムイオンを吸蔵・放出可能な負極及び正極、並びに非水系電解液とを備える非水系電解液二次電池に用いられる非水系電解液であって、化学式(I)で表されるフッ素置換エーテルと、エチレンカーボネート及び炭素−炭素不飽和結合を有する環状カーボネート化合物を含む三種以上の環状カーボネート化合物を含有し、且つエチレンカーボネートの体積が他の環状カーボネート化合物の合計量より少ないことを特徴とする非水系電解液。   A non-aqueous electrolyte used for a non-aqueous electrolyte secondary battery comprising a negative electrode and a positive electrode capable of inserting and extracting lithium ions, and a non-aqueous electrolyte, and a fluorine-substituted ether represented by the chemical formula (I) A non-aqueous system comprising three or more cyclic carbonate compounds including ethylene carbonate and a cyclic carbonate compound having a carbon-carbon unsaturated bond, and the volume of ethylene carbonate is less than the total amount of the other cyclic carbonate compounds Electrolytic solution. 化学式(I)中、Rfが、水素原子、フッ素原子、少なくとも一部の水素原子がフッ素原子で置換されたメチル基を示し、Rfが、末端の炭素原子に結合した一つの水素原子を除く、少なくとも一部の水素原子がフッ素原子で置換された炭素数1〜3のアルキル基又は少なくとも一部の水素原子がフッ素で置換されていてもよい炭素数2〜5のアルコキシアルキル基を示す、ことを特徴とする請求項3に記載の非水系電解液。 In the chemical formula (I), Rf 1 represents a hydrogen atom, a fluorine atom, a methyl group in which at least a part of hydrogen atoms are substituted with a fluorine atom, and Rf 2 represents one hydrogen atom bonded to a terminal carbon atom. And an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms in which at least a part of hydrogen atoms are substituted with fluorine atoms or an alkoxyalkyl group having 2 to 5 carbon atoms in which at least a part of hydrogen atoms may be substituted with fluorine. The non-aqueous electrolyte solution according to claim 3. エチレンカーボネート及び炭素−炭素不飽和結合を有する環状カーボネート化合物以外の環状カーボネート化合物として、化学式(II)で表される環状カーボネートを含有することを特徴とする請求項3又は4に記載の非水系電解液。
Figure 2011187234
(式中、RからRは水素原子、ハロゲン原子、もしくは水素原子がハロゲン原子で置換されていても良いメチル基又はエチル基を示す。)
5. The non-aqueous electrolysis according to claim 3, comprising a cyclic carbonate represented by the chemical formula (II) as a cyclic carbonate compound other than ethylene carbonate and a cyclic carbonate compound having a carbon-carbon unsaturated bond. liquid.
Figure 2011187234
(In the formula, R 1 to R 4 represent a hydrogen atom, a halogen atom, or a methyl group or an ethyl group in which the hydrogen atom may be substituted with a halogen atom.)
更に、モノフルオロリン酸塩及び/又はジフルオロリン酸塩を含有することを特徴とする請求項3乃至5のいずれかに記載の非水系電解液。   The nonaqueous electrolytic solution according to any one of claims 3 to 5, further comprising a monofluorophosphate and / or a difluorophosphate. リチウムイオンを吸蔵・放出可能な負極及び正極、並びに非水系電解液を含む非水系電解液二次電池であって、該非水系電解液が請求項1乃至6のいずれかに記載の非水系電解液であることを特徴とする非水系電解液二次電池。   A nonaqueous electrolyte secondary battery comprising a negative electrode and a positive electrode capable of inserting and extracting lithium ions, and a nonaqueous electrolyte, wherein the nonaqueous electrolyte is the nonaqueous electrolyte according to any one of claims 1 to 6. A non-aqueous electrolyte secondary battery characterized by the above.
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